天然氣水合物勘探開發技術研究進展

余輝 彭燕 劉瑞軍 張煒(長慶油田分公司第一采氣廠,陜西 靖邊 718500)

天然氣水合物勘探開發技術研究進展

余輝 彭燕 劉瑞軍 張煒(長慶油田分公司第一采氣廠,陜西 靖邊 718500)

現今天然氣水合物（英文Natural Gas Hydrate，縮寫簡稱“NGH”）受到了國際范圍內各個國家的廣泛性關注，從“NGH”本質上來講具備較大儲量以及較廣分布，海洋之中蘊含的“NGH”往往是凍土帶之中含量的一百倍，而該種蘊含量較大的“NGH”也被各個國家認定為是替代天然氣以及石油等重要清潔性能源，本文基于此就“NGH”內涵進行著手分析，之后對國外“NGH”開發勘探進展予以研究，最后探討國內“NGH”開發勘探進展，以期為后續關于“NGH”方面研究提供理論上參考依據。

天然氣水合物；勘探開發技術；研究進展

“NGH”屬于天然氣特殊性存在形式，主要于陸地凍土帶以及海洋之中存在，而處于海洋之中“NGH”具備全球性特點，據相關研究統計一立方米“NGH”可以有效釋放水以及甲烷，如果將全世界范圍內“NGH”總量進行甲烷氣體實際換算則合約2.0×1016立方米，這種較大的儲量完全可以將現今應用的石油以及煤炭能源不足狀況有效彌補，最重要的是該種“NGH”從屬于清潔能源范疇之內。

1 初探“NGH”內涵

“NGH”是一定壓力以及一定溫度環境條件基礎上由相應碳氫氣體以及水分子實際構成的非化學性結晶籠型化合物，本質上屬于客體主體兼合材料，由水分子大量聚集進而構成點陣空穴，點陣空穴連接載體為氫鍵，氫鍵具備較強融合性并依托于范德華力進而促使分子結構較為穩定；“NGH”較為容易進行燃燒，將其稱之為是可燃冰一點也不過分，最重要的是“NGH”在實際燃燒之后也不會形成任何廢棄物或者是相應殘渣等；從“NGH”類型上講如果是依據產出環境可以具體劃分為極地型“NGH”以及海底型“NGH”兩大種，可以說不同的產出環境決定了其溫度壓力上的相異，而邊緣海以及海洋相應過渡帶等區域“NGH”含量相較于極地區域“NGH”含量較高，溫度壓力也較大，因此海底型“NGH”具備較強穩定性。如果是依據結構類型則可以具體劃分為I型“NGH”以及Ⅱ型“NGH”兩大種，其中I型多由五角十四面以及十二面構成，而Ⅱ型多由五角十六面以及十二面構成[1]。

2 探析國外“NGH”開發勘探技術進展

國外對于“NGH”開發勘探主要是集中在三個階段：1810年到1935年為第一階段，在該階段眾多化學研究者開始對水合物予以一定初步研究，研究方向為水合物具體形成所需壓力狀況或者是所需溫度狀況。

1936年到1966年為第二階段，在該階段研究學者哈曼德依托于實驗方式形成“NGH”，當時處于發展油氣工業階段形成的“NGH”為管道輸送等方面提供了參考依據，并促使“NGH”從理論研究過渡到實踐研究。

1967年至今為第三階段，該階段屬于重大研究發展階段，研究學者馬克隆于西伯利亞區域相應凍土層實際探尋到“NGH”，之后陸續全球范圍內均出現了“NGH”身影，該階段對于“NGH”勘探又劃分為三時期，其一為調查時期，主要是各個國家關注“NGH”并進行人力物力等方面大量投入從凍土層以及海洋兩方面調查“NGH”；其二為規模性鉆探時期，以俄羅斯以及加拿大和相應的荷蘭、美國為主對高緯度以及遠景區域予以“NGH”鉆孔探尋，建立30多個鉆探基站；其三為取樣時期，取樣不同區域“NGH”進行評價研究，并對試采技術以及室內模擬技術等進行發展，印度于2008年實現巖心成功獲取，韓國在2009年實現海域巖心成功獲取，日本于2013年實現海域開采成功[2]。

3 探析國內“NGH”開發勘探技術進展

國內對于“NGH”開發勘探從1990年開始，相較于國外研究較晚，1999年國家海洋調查局進行了“NGH”資源調查，工作量為調查4480千米多道地震，取樣140站位海底淺表層并進行2000千米淺層剖面取樣，研究成果豐厚，將“NGH”地球化學以及物理存在異常標志予以了明確，并證實我國相應海域確實含有較大量“NGH”，之后在2005年的時候國家啟動了關于“NGH”方面的資源調查相關科研項目，共計110專項。到了2008年，國家對勘探技術進行了深入發展，如對資源開采進行模擬技術的調整優化，可以進行聯合開采以及助劑開采和相應的熱注、降壓等等方式開采，再比如還研發了氣體溶解防控技術，專門對大氣以及海水變化引起的開采問題予以了解決等等。可以說時代的發展以及社會的進步，在該種環境背景之下國家對于工農業予以了較高的重視，由此有限能源充分應用成為了國家關注的重點工作，新型“NGH”能源在當前工農業社會發展中將起到的積極影響作用[3]。

4 結語

綜上分析可知，現今國家有必要尋找出一種既能夠發展經濟又能夠保護環境有效新型能源，而“NGH”則備受全世界各個國家研究人員關注，對其予以研究分析將有利于“NGH”優化實踐。

[1]張金華,魏偉,魏興華等.我國天然氣水合物勘探及研究進展[J].非常規油氣,2014,01:75-81.

[2]李燦蘋,劉學偉,趙羅臣.天然氣水合物冷泉和氣泡羽狀流研究進展[J].地球物理學進展,2013,02:1048-1056.

[3]楊夢,楊亮,劉道平等.氣體水合物分解與生成技術應用研究進展[J].制冷學報,2016,02:78-86.