天然气水合物勘探概况及钻探取心技术探讨

《天然气水合物勘探概况及钻探取心技术探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、天然气水合物勘探概况及钻探取心技术探讨窦斌博士、副教授2007-11-27濮阳一、天然气水合物概况二、世界能源的分布及消耗三、研究天然气水合物的意义四、天然气水合物勘探现状五、天然气水合物开发六、水合物勘探面临的难题七、取心关键技术及解决办法八、地表处理过程中的关键问题九、钻进取心综合措施十、保温保压取心装置十一、地表岩心后处理技术研究目录窦斌博士、副教授CUG2一、天然气水合物概况窦斌博士、副教授CUG3一、天然气水合物概况天然气水合物（NaturalGasHydrate，简称GasHydrate）因其外观象冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”。它是在一定条件（合适

2、的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、pH值等）下由水和天然气组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物。它可用M·nH2O来表示，M代表水合物中的气体分子，n为水合指数（也就是水分子数）。组成天然气的成分如CH4、C2H6等同系物以及CO2、N2、H2S等可形成单种或多种天然气水合物。形成天然气水合物的主要气体为甲烷，对甲烷分子含量超过99％的天然气水合物通常称为甲烷水合物（MethaneHydrate）。1、什么是天然气水合物窦斌博士、副教授CUG4一、天然气水合物概况窦斌博士、副教授CUG5天然气水合物在自然界广泛分布在大陆、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大

3、陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。一、天然气水合物概况2、天然气水合物的分布窦斌博士、副教授CUG6目前，全球已发现116处潜在的天然气水合物产地。其中，美国和加拿大沿海地区、危地马拉海岸、印度洋、日本海域和俄罗斯的鄂霍茨克海等15处通过钻井取样确认。中国的东海海域、南海海域和青藏高原也具有天然气水合物分布的广阔前景。2007年5月1日凌晨，在我国南海北部成功钻获天然气水合物实物样品，并经初步预测，其远景资源量可达上百亿吨油当量。一、天然气水合物概况窦斌博士、副教授CUG7天然气水合物中水分子是主体分子，形成所谓空间点阵结构，气体分子充填于点阵间孔隙中，气体分子与水分子间没有化

4、学计量关系；点阵结构水分子间以较强的氢健结合，气体水分子间以范德华力结合。已经发现天然气水合物形成的3种基本笼型晶体空间结构是立方体型结构，菱形立方体型结构，六方体H型结构。一、天然气水合物概况3、天然气水合物的分组成及结构窦斌博士、副教授CUG8I型为立方晶体结构、Ⅱ型为菱型晶体结构、H型为六方晶体结构。Ⅰ型天然气水合物在自然界颁最广，而Ⅱ及H型水合物更为稳定。一、天然气水合物概况窦斌博士、副教授CUG9二、世界能源的分布及消耗窦斌博士、副教授CUG10据80年代国际天然气潜力委员会(PGC)的统计,世界各大洋中,天然气水合物的总量换算为甲烷气体,高达2×1016m3,其含碳量

5、比迄今世界上所有已知石油、天然气、煤炭矿产大2倍,约占化石燃料(煤、石油、天然气)的53%，右图给出了地球上的有机碳分布。二、世界资源的分布及消耗窦斌博士、副教授CUG11二、世界资源的分布及消耗煤、石油、天然气是当今世界各国的主要矿物能源，已开采使用近百年。据专家们估计，再有30~40年左右，就会面临能源枯竭的局面。国际能源机构曾指出世界油气产量在2001~2020年将达到顶峰，此后，就不可避免地持续下降。强烈的能源忧患意识产生寻找新的替代新能源的热潮。窦斌博士、副教授CUG12前天国际原油价格最新油价WTI98.18美元↑0.89美元；布伦特95.76美元↑1.26美元；上升

6、到100美元不是不可能。估计90%的海域和占陆地26%的高纬度长年永冻区所发现的天然气水合物，势必引起各国政府和企业界的高度重视，投巨资、强化研究、希冀尽快有新的突破。二、世界资源的分布及消耗窦斌博士、副教授CUG13三、研究天然气水合物的意义窦斌博士、副教授CUG14Gashydrateisanimportanttopicforstudyforthreereasons:1.Itcontainsagreatvolumeofmethane,whichindicatesapotentialasafutureenergyresource.三、研究天然气水合物的意义Whydowestud

7、yit?窦斌博士、副教授CUG15由于独特的晶体结构与分子空间构型决定了天然气水合物独特的高浓集气体的能力，表现特点为高浓度气体=高储量。在实验标准状态下，单位体积天然气水合物可释放出160-180倍体积甲烷气体。因而天然气水合物矿藏的发现、勘探、开发与研究也就极具价值。原苏联科学院院士A.A.特罗菲姆克认为，有利于天然气水合物形成条件的地区，如占全球陆域面积27%的永久冻土带地区，90%的海洋具备天然气水合物赋存条件；据此，目前估算全球天然气水合物含碳量为全球化石燃料(石油、天