《天然氣水合物》課件

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1、天然氣水合物開采1.簡介2.資源分布3.開采方法4.技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀“可燃冰”：天然氣水合物“Flamingice”:naturalgashydrate天然氣水合物NaturalGasHydrate它是在一定條件（合適的溫度、壓力、氣體飽和度、水的鹽度、pH值等）下由水和天然氣組成的類冰的、非化學(xué)計(jì)量的、籠形結(jié)晶化合物（Clathrate）一種固態(tài)結(jié)晶物外觀象雪或松散的冰遇火即可燃燒，故又稱“可燃冰”。比水輕，而重于烴類液體，密度一般在0.8-1.0g/cm3之間，除熱膨脹和熱傳導(dǎo)性質(zhì)外，光譜性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)等同冰相似天然氣水合物NaturalGasHydrate它

2、可用M·nH2O來表示M代表水合物中的氣體分子，n為水合指數(shù)（也就是水分子數(shù)）。組成天然氣的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及CO2、N2、H2S等可形成單種或多種天然氣水合物。形成天然氣水合物的主要?dú)怏w為甲烷對(duì)甲烷分子含量超過99％的天然氣水合物通常稱為甲烷水合物（MethaneHydrate）。氣體水合物水-水：氫鍵(hydrogenbond)?水分子“籠子(cavity)”氣體分子：CH4,C2H4,C2H6,C3H8,?Ne,Ar,Kr,Xe,N2,H2S,CO2,?氣體水合物的類型晶體類型水分子數(shù)晶穴種類晶穴數(shù)晶穴結(jié)構(gòu)I型46小

3、大2651251262II型136小大16851251264H型34小中大32151243566351268氣體水合物的儲(chǔ)氣性質(zhì)儲(chǔ)氣能力：110kg甲烷/m3水合物＋1m3水合物0.8m3水164m3天然氣?天然氣水合物的發(fā)現(xiàn)1810:發(fā)現(xiàn)氣體水合現(xiàn)象1930-1940：天然氣的管線中常有甲烷氣水包合物的結(jié)晶阻礙傳輸1964：西伯利亞凍原區(qū)首次發(fā)現(xiàn)自然的甲烷氣水包合物1977：大西洋的震測探勘也發(fā)現(xiàn)深海的富含甲烷氣水包合物的巖層2000之后：致力于甲烷氣水包合物的研究天然氣水合物開采1.簡介2.資源分布3.開采方法4.技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀2.天然氣水合物分布自然界中天

4、然氣水合物中的碳量?1?1013噸相當(dāng)于已探明所有化石能源碳量總和的2倍海洋沉積層內(nèi)天然氣水合物中甲烷的資源量為3×1015~7.6×1018m3可滿足人類需要1000多年天然氣水合物資源狀況未來的接替能源天然氣水合物資源狀況2.天然氣水合物分布地球上27%的陸地和90%的海域均具備天然氣水合物生成的條件天然氣水合物在廣泛分布在大陸、島嶼的斜坡地帶、活動(dòng)和被動(dòng)大陸邊緣的隆起區(qū)、極地大陸架以及海洋和一些內(nèi)陸湖的深水環(huán)境永凍層水合物海洋水合物水深大于100-250米（兩極地區(qū)）和大于400-650米（赤道地區(qū)）的深海海底以下數(shù)百米至1000多米的沉積層內(nèi)這里的壓力

5、和溫度條件能使天然氣水合物處于穩(wěn)定的固態(tài)。？天然氣水合物平衡相圖平均水深18米最深85米大陸架極低大陸架我國的天然氣水合物資源天然氣水合物存在的區(qū)域：南海西沙海槽東沙陸坡臺(tái)灣西南陸坡南沙海槽沖繩海槽等2007年5月，我國在南海北部的首次采樣成功，證實(shí)了我國南海北部蘊(yùn)藏豐富的天然氣水合物資源繼美國、日本、印度之后第4個(gè)通過國家級(jí)研發(fā)計(jì)劃采到水合物實(shí)物樣品的國家。天然氣水合物的產(chǎn)地確認(rèn)產(chǎn)出區(qū)推論產(chǎn)出區(qū)HydrateRidgeMackenzieDeltaNankaiTrough臺(tái)灣西南海域印度Messoyakahfield墨西哥灣BlakeRidge太平洋印度洋大西

6、洋大西洋北極海北極海天然氣水合物開采1.簡介2.資源分布3.開采方法4.技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀3.天然氣水合物開采方法3.天然氣水合物開采方法注熱開采減壓開采注化學(xué)試劑開采CO2置換固體開采新型開采方法傳統(tǒng)開采方法3.天然氣水合物開采方法注熱開采法直接對(duì)天然氣水合物層進(jìn)行加熱,使天然氣水合物層的溫度超過其平衡溫度,從而促使天然氣水合物分解為水與天然氣的開采方法。3.天然氣水合物開采方法注熱開采法這種方法發(fā)展很快，加熱方式不斷改進(jìn)直接注入熱流體加熱→火驅(qū)法加熱→井下電磁加熱→微波加熱特點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)循環(huán)注熱作用方式快。缺點(diǎn)：需要消耗大量能量熱利用效率較低只能進(jìn)行局部加熱因此該

7、方法尚有待進(jìn)一步完善。3.天然氣水合物開采方法減壓開采一種通過降低壓力促使天然氣水合物分解的開采方法。3.天然氣水合物開采方法減壓開采減壓途徑主要有兩種:①采用低密度泥漿鉆井達(dá)到減壓目的;②當(dāng)天然氣水合物層下方存在游離氣或其他流體時(shí),通過泵出天然氣水合物層下方的游離氣或其他流體來降低天然氣水合物層的壓力。特點(diǎn)：不需要連續(xù)激發(fā),成本較低,適合大面積開采,尤其適用于存在下伏游離氣層的天然氣水合物藏的開采是天然氣水合物傳統(tǒng)開采方法中最有前景的一種技術(shù)。限制條件：對(duì)天然氣水合物藏的性質(zhì)有特殊的要求,只有當(dāng)天然氣水合物藏位于溫壓平衡邊界附近時(shí),減壓開采法才具有經(jīng)濟(jì)可行性

8、3.天然氣水合物開采方法化學(xué)試劑注入開