钻采天然气水合物初步设想

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1、22探矿工程(岩土钻掘工程)2010年第37卷第10期钻采天然气水合物的初步设想姚彤宝，周兢，李生红(中国煤炭地质总局，北京100039)摘要：天然气水合物在一定温度压力条件下能以固体形式存在，但由于其特殊的热物理力学性质，难以像开采其它固体矿产资源的“矿山”型式来开发。在现有技术条件下，钻探技术是解决开采天然气水合物的技术、经济可行和避免可能由开采带来的环境问题的关键。鉴于通过钻探手段将天然气水合物在地下转化为可控的资源而后开采的现实，提出了采用化学浆液注入和降压相结合的开采模式。关键词：天然气水合物；钻探；开采；化学注浆；降压中图分类号：TD87；P634文献标识码：A

2、文章编号：1672—7428(2010)10—0022—04DrillingandExploitationofGasHydrate／YA0Tong—bat，ZHOUJing，LISheng—hong(ChinaNationalAdministrationofCoalGeology，Beijing100039，China)Abstract：Gashydratecanexistincertaintemperatureandpressureconditionsassolidform，butbecauseofitsspecialthermalphysicalandmechanica

3、lproperties，itisimpossibletobedevelopedwith”mining”typelikeothersolidmineralre—sources．Underthepresentcondition，drillingtechnologyisthekeyfortheexploitationofgashydrate；itiseconomicallyfeasibleandcanavoidtheenvironmentalproblemsthatmightbebroughtbymining．Basedonthesituationthatgashydratewa

4、sconvertedtothecontrolledresourceundergroundbeforemining，miningmodecombiningchemicalgroutinjectionwithdepressionwasproposed．Keywords：gashydrate；drilling；exploitation；chemicalgroutinjection；depression天然气水合物资源在全球分布极广，且数量巨主要是通过CH的释放来实现，但这也可能是造成大，己被公认为是21世纪最理想和最具开发前景的灾难的原因。一方面，由于CH在大气层中产生的非常规的

5、新能源。现有成果表明，天然气水合物既温室效应是CO的2O倍，这种温室效应会使两极冰可形成于低温、高压环境下的海洋沉积物中，也可形层全部融化，大片陆地将会淹没，大气环境也会改变成于大陆上的永久冻土带中．zJ。天然气水合物晶甚至被完全破坏，并有引发生物灭绝的可能。另一体主要以客体形式充填于沉积层的孔隙之中，它的方面，由于天然气水合物的分解所产生的大量气体形成和聚集受控于温度、压力、孔隙水成分和气源等和水的作用，使局部地质应力场改变，从而诱发严重四个主要因素．4J。尽管天然气水合物在一定温地质灾害。。’。度压力条件下能以固体形式存在，但由于其具有常正是出于对天然气水合物勘探、开发

6、潜在风险温常压下不稳定易分解出大量气体和少量液态水的的担心，世界各国对于能否把天然气水合物作为未特性，难以象开采其它固体矿产资源一样的“矿山”来能源的态度都是谨慎的。其实，环境问题反映的型式来开发。在当前技术条件下，只能通过钻探技仍是技术问题。一旦技术成熟，能够极大的降低带术，将其在地下转化为可控的资源而实现开采的目来环境问题的可能，天然气水合物开采就将水到渠的成。我国虽已在南海海槽和青海木里地区获得了天然气水合物的实物样品，但对于实质性商业开发，还1钻探技术对于天然气水合物勘探开发的作用需要大量的研究工作。由于1个单位体积的水合物分解后可产生164由于能直观、真实、有效地

7、揭露水合物赋存状个单位体积的CH气，如果在勘探开发过程中任何态，并为水合物的生成、运移等研究提供通道，钻探一个环节的失误而不能有效控制其温压条件，将可技术成为国内外天然气水合物勘查与研究的必要手能会带来严重的环境问题。这也是当前针对天然气段之一_l。钻探取样不仅是揭示水合物储藏条件水合物开采讨论的焦点。因为天然气水合物的开发最直接的手段，而且也是计算储量和制定开发方案收稿日期：2010—09—10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