可燃冰研进展总结与分析.ppt

2.开采仅有天然气水合物的储层 对这类天然气水合物储层，一般考虑通过注入热量来分解固态水合物。为了确定如何有效地开采此类储层，通过不同的模型模拟其开采过程和结果，然后对比各种模型的优势和特点，以便寻求工艺上可行的开采方法。 这类天然气水合物储层有几个主要的问题需要考虑： 一是该类储层具有较低的渗透率； 二是要造成水合物的分解，由于热损失大，需要大量的热量； 三是水合物的分解及开采过程中压力的降低，由于冷却效应会存在温度下降，有可能导致储层温度降至0℃及其以下，造成冰的形成甚至重新形成水合物堵塞孔隙或裂缝。 可燃冰的开采方法和隐患 （1）前缘驱扫模型 下图为这个模型的生产结构和井位分布示意图。这个模型与重油油藏的蒸汽驱扫模型相似，热水从中心的注入井注入储层。气体从周围的生产井中采出。前缘驱扫模型是一个热传递模型，因此，注入的热量、热损失及水合物分解所吸收的热量之间遵守能量平衡方程。 可燃冰的开采方法和隐患 （2）裂缝流动模型 图14为该系统的平面图。同样，大量的热量将沿着井筒和裂缝面流动而损失。图15为该模型生产1年后的产气情况。注入速度为4770m3／d，注入温度为66℃。模拟表明，该模型的热传递效率仅为16％，图16示出了裂缝流动的温度剖面。通过模拟发现，裂缝流动模型的热传递效率很低。而且，裂缝宽度越大，热效率越低，产出水的温度较高和产气速度较低。 可燃冰的开采方法和隐患 对于仅有固态天然气水合物的储层，总结上述两个热采模型，可以得出： 1.前缘驱扫模型比裂缝流动模型的效率高。如果把前缘驱扫 模型作为较好的结果。把裂缝流动模型作为较差的结果，我 们就可以根据实际情况确定较为经济的开采方法。 2.水合物层的渗透率在热流体注入过程中起重要作用，渗透率越大，前缘驱扫模型的效率越高。如果渗透率太低，就要考虑水力压裂，这时裂缝流动模型应该比较接近实际情况。 3.由于每个模型都忽略了许多因素，因此与实际开采时的情形相差较远。不过，在考虑主要因素的情况下，还是能够为实际开采的决策提供一些较好的判断依据。 可燃冰的开采方法和隐患 深藏在海底和永久冻土层之下的“可燃冰”在目前来看还未知是祸是福。 从能源的角度来看，“可燃冰”就是一种在高压低温下高度浓缩的天然气，与它所存在的自然环境处于十分敏感的甚至可怕的平衡之中。“可燃冰”仅在0～10摄氏度和300米以上水深压力下表现为稳定的固态，当环境变化时(例如温度升高或者压力降低)极易导致“可燃冰”的失稳和分解．迅速由固态分解成水和膨胀的气体。 科学家认为，这种矿藏哪怕受到最小的人为破坏，甚至是自然的破坏。都足以导致“可燃冰”中所含的甲烷气的大量释放。二氧化碳是种温室气体．是导致全球气候变暖的元凶。而“可燃冰”中的重要成分甲烷气在引起温室效应方面所起的作用要远远大于二氧化碳。 可燃冰的开采方法和隐患 据测算，一个单位重量的甲烷在20年的期间，它在全球变暖方面的增温效应是同样重量的二氧化碳的56倍。因此一旦这种泄漏得不到控制，全球温室效应将迅速增大，导致海水温度、地层温度上升，这又会造成海底的“可燃冰”的自然分解．引起恶性循环。 科学研究表明。地球进化史在2．5亿年和5500万年前出现过两次全球气温峰值．一种解释模型为海水的升温一度诱发海底天然气水合物大量分解释出．在短短的几千年间大约有2万亿吨碳以甲烷形式放出，温室效应大爆发，使全球气温骤然变热，大洋酸度突然增高，海水缺氧，导致大量海洋生物的灭绝和迁移。“可燃冰”在海底以固态形式存在，经常作为沉积物的胶结物．对沉积物的强度和地质稳定起着关键的作用。 可燃冰的开采方法和隐患 当“可燃冰”这种水合物稳定地起胶结物作用时，形成水合物刚性层，其下面为饱和气、水的沉积物塑性层，游离的天然气聚集于水合物刚性层的底界面。此处的压力往往超过孔隙压，形成一个脆弱的剪切带。一旦某种因素(如海平面下降、海底构造活动、海底热流值增高、钻井或采气不当)引起海底压力减低或温度上升，水合物刚性层的底界面就会分解城天然气和水，产生液化现象，最终使上部的沉积层失稳而产生滑坡，滑坡的最直接后果就是损坏海底电缆和输油管道，大规模的滑坡则会引发海啸。如果滑进深海里的沉积物含有水合物。这些水合物将因压力的释放而分解，释出的气体将通过海水排放到空气中。 可燃冰的开采方法和隐患 中国可燃冰勘探和研究现状 中国可燃冰开发历程 2002年， “天然气水合物探测技术”研究课题纳入国家 “863”计划； 2008年，“南海天然气水合物富集规律与开采基础研究”项目纳入国家973计划。 已完成的重要研究工作： 1.广州能源研究所突破可燃冰采运关键技术 2.中国石油大学可燃冰模拟实验成功 3.我国建立可燃冰自主勘察技术体系 中国可燃冰勘探和研究现状 1.广州能源研究所突破可燃冰