陆域天然气水合物取样关键因素探讨.pdf

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1、18探矿工程(岩土钻掘工程)2011年第38卷第1期陆域天然气水合物取样关键因素探讨姚彤宝，周兢，李生红(中国煤炭地质总局，北京100039)摘要：温度和压力是保持天然气水合物不分解的2个重要参数。依据热物理力学理论和理想气体特性，通过计算机模拟0oC以上甲烷水合物和二氧化碳水合物在不同温度一压力条件下的分解，得到甲烷水合物分解P—T平衡相图，探讨了钻探获取陆域天然气水合物取样温压关系。关键词：天然气水合物；理想气体；热物理力学；取样中图分类号：P634．43文献标识码：A文章编号：1672—7428(2011)O1—0018—04DiscussiononKeyParametersofLan

2、dGasHydrateSampling／YAOTong—bao，ZHOUJing，LISheng—hong(ChinaNationalAdministrationofCoalGeology，Beijing100039．China)Abstract：Boththetemperatureandpressurearekeyparameterstokeepnaturalgashydrateassolid．Basedonthermalphysicalmechanicsandthecharacteristicprope~yofidealgas，andbycomputersimulatingthedeco

3、mpositionofmethanehydratesandcarbondioxidehydratesunderdifferenttemperature(allabove0℃)andpressureconditions，theP—Tbal—ancestationofmethanehydratedissociationwasobtainedandtherelationshipbetweentemperatureandpressureforlandgashydratesamplingwasdiscussed．Keywords：gashydrate；idealgas；thermalphysicalm

4、echanics；sampling0引言直观、真实、有效地揭露水合物赋存状态，并为水合2009年9月，我国在青海省祁连山南缘永久冻物的生成、运移等研究提供通道，所以钻探技术成为土带成功钻获天然气水合物实物样品的消息一经发国内外天然气水合物勘查与研究的必要手段之[3，4]布，立即引起业界广泛兴趣。徐水师等学者合作一0完成的“青海木里地区多能源资源综合研究”项目表明，仅木里煤田天然气以水合物状态存在的资源1天然气水合物的赋存状态及其基本特征量就达1．48×10m，即便考虑气体的逸散率和地现有成果表明’。，天然气水合物既可形成于层孔隙率等因素，天然气水合物可释放的天然气总天然气富集处，低温、高压环

5、境下的海洋沉积物中，量也可达(2．71～2．99)×10”m。该项目通过剖也可形成于大陆上的永久冻土带中。研究证实，在析、研究高原冻土带地区水合物的成因和赋存状态，太平洋、大西洋、印度洋的大陆坡、海盆、海槽、海底提出了煤矿床、煤层气藏、“煤型气源”天然气水合高原，及俄罗斯西伯利亚冻土带、美国阿拉斯加永久物三位一体的广义煤炭资源的概念，并针对木里煤冻土带中均发现天然气(甲烷)水合物。田的自然地理环境提出了煤炭、煤层气、天然气水合天然气水合物的形成和聚集受控于温度、压力、物科学规划、统一开发的思路，对我国在高原地区开孔隙水成分和气源等4个主要因素。自然界展环境保护和寻找天然气水合物工作具有重大科

6、学天然气水合物只存在于低温、高压的条件下，且在常温常压下，天然气水合物将会分解为水和气体。经意义和实践价值。尽管通过地质研究和勘查能够圈定天然气水合测算，1体积气水合物晶体在常温常压下可分解出物异常区域，但从全球范围来看，国内外众多学者测164体积的CH和0．8体积的水。天然气水合物是算的地球上天然气水合物的资源总量或局部区域的水和天然气(轻烃类，主要为甲烷CH，也有少量的资源量的结果相差可达3个数量级以上。查明天乙烷CH、CO及Hs等)的冰状结晶化合物，水合然气水合物的生成、运移及富集成藏的地质条件成物中的H，0在天然气分子周围形成特殊的笼型结为准确估算天然气水合物资源量的关键点。由于能构

7、，典型的分子是CH(H0)，其中n的典型区间收稿日期：2010—06—17；修回日期：2010—09—27作者简介：姚彤宝(1980一)，男(汉族)，河南南阳人，中国煤炭地质总局工程师，地质工程专业，博士，从事钻探技术研究与项目管理工作北京市丰台区靛厂路299号，ytblog@163．COnl。2011年第38卷第1期探矿工程(岩土钻掘工程)19为6～9。对研究者来说，常温常压条件下获取天然的压力时，更接近理