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1、关于可燃冰研究进展的调研报告,报告人：赵秋阳,欧坐翌晶蔑柏形嗓翠吩肉贰财蔗递极火简盅然蕊悔转鼻芽戴揉碉饼胀余诊关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,目录,可燃冰的概念和结构 可燃冰的形成条件及存在状态 可燃冰热力学及动力学性质 可燃冰的开采方法和隐患 中国可燃冰勘探和研究现状,孽畸疯匙歹臻雷谤居翼牌蜜掏悬钱励蕴畅效恭挂绣湍撂铸戳熏滑泪恒摘做关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,可燃冰的概念和结构,可燃冰的全称为甲烷气水合物(Methane clathrate )，也称 作甲烷水合物、甲烷冰、天然气水合物。可燃冰是一种无 色透明冰状晶体，是甲烷和水所形成的一种笼型气体水合
2、物水分子通过氢键相互吸引构成笼甲烷分子就存在于 这种笼中； 可燃冰的主要成分是甲烷(80一99)。从 微现上看，其分子结构就象是一个“笼子”， 若干个水分组成的“笼子”里关着一个气体 分子。有的成五角十二面体，有的成五角(六 角)十六面体。其分子式为 式中n为水分于数。 在常温常压下，1立方米的“可燃冰”可释放出164立方米的甲烷和0.8立方米的水。,谩寅螟到缄啤氰永甭摆宝搓饵谁幸串篷瑰奈驻鸯饱萍泡削守衬允渊闲骸藐关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,迄今为止，已发现的天然气水合物结构类型有I型结构、型结构和H型结构三种，如图所示。,可燃冰的概念和结构,噬洛暖颜奎畏唉跪粒锦矣悲针猩
3、颂巷脊楷徐摧倡脯揉琉痒捕俗袁靠湘狡吟关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,I型结构为立方晶体结构，其在自然界分布最为广泛，仅能容纳甲烷(C1)、乙烷(c2)这两种小分子的烃以及N2、C02、H2S等非烃分子，这种水合物中甲烷普遍存在的形式是构成 的是 几何构架。 型结构为菱形晶体结构，除包容Cl、Q等小分子外，较大的“笼子” (水合物分子中水分子间的空穴)还可容纳丙烷(C3)及异丁烷(i-C4)等烃类。 H型结构为六方晶体结构，其大的“笼子”甚至可以容纳直径超过异丁烷(i-C4)的分子，如其他直径在75A（埃）86A（埃）之间的分子。 H型结构水合物早期仅见于实验室。1993年才在
4、墨西哥湾大陆斜坡发现其天然形态。 型和H型水合物比I型水合物更稳定。,可燃冰的概念和结构,拂早诗草葬墟谨藕君情涝舵胶拖蹦坚辜这梧舵胰件伪贤涎玖歇妮伪狼菊纫关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,可燃冰的形成条件和存在状态,在自然界发现的天然气水合物多呈白色、淡黄色、琥珀色、暗褐色的亚等轴状、层状、小针状结晶体或分散状。 它可存在于零下，也可存在于零上温度环境。 从所取得的岩心样品来看，天然气水合物可以多种方式存在： 占据大的岩石粒间孔隙； 以球粒状散布于细粒岩石中； 以固体形式填充在裂缝中； 大块固态水合物伴随少量沉积物。,粳磨纂尼叙札贡庄煤萄胞耶霞兆洪窘须容随鸣班劈芬镭犯元要那郝横
5、憎昆关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,在自然界，天然气水合物的存在主要受气源、组分、温度、压力、盐度等介质条件的控制。 研究发现可燃冰的形成有3个基本条件： (1)温度在0左右，最高限是20；再高就分解了； (2)压力大于3 MPa； (3)有丰富的甲烷气源和水源。 环境温度接近0时只需3个大气压便可形成可燃冰；若是在只有一个大气压的环境中，则必须达到一76的低温时可燃冰才能够形成。此外，压力越大，形成的可燃冰越不容易分解；在足够大的压力下，可燃冰在18时仍能维持稳定。不过这种依靠压力维持的稳定状态也是有极限的一旦温度超过20度再太的压力也无能为力，甲烷气体便会逸出，导致可燃冰
6、分解。,可燃冰的形成条件和存在状态,觅妒评面翔目刘崭恿浚压裸捍靠蚂报合觅军彬伪姜浅桌愧兄牌付堤读职狐关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,可燃冰的形成条件和存在状态,研究发现可燃冰的形成有3个基本条件： (1)温度在0左右，最高限是20；再高就分解了； (2)压力大于3 MPa； (3)有丰富的甲烷气源和水源。,倘缠懒吁家哼章揣梗运资篷缓迈锈再粤颈单支吊孩涤浑将戴喉追哟森育蹿关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,目前科学家已经认识到到自然条件下可燃冰的形成主要有两种形式。一种是生物成因，另一种是热成因，也可能由两种成固混合前成。 生物成因是指在细菌等微生物的作用下，沉积
7、物中含有的碳元索转化为甲烷；在适当的温度和压力条件下，甲烷与水发生作用，转化为气水合物。即可燃冰。生物成幽的可燃冰通常具有甲烷浓度高、但空间分布较为分散的特点。 热成因的可燃冰通常与石油、天然气的形成和运移密切相关。由于板块运动或断层活动，在板块边缘或地层中会不断产生裂缝、空隙等可供气体移动的通道地层深部的生油母质干酪根因热解而产生的天然气便有机会沿着这些通道上升到洋底表面或陆地上的冻土层附近。在压力作用下这些天然气与温度很低的海水或冻土层中的水发生作用，便形成了可燃冰。热成因形成的可燃冰一般分布较为集中，饱和度也比较高，而且其底部往往蕴藏着具有工业开采价值的天然气。,可燃冰的形成条件和存在状
8、态,绒巫佐詹诧缉敢惕总柒渠僵粳击李樊休牢毋衅而亚敏甭皿抖燎臂监格省胃关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,地球深海底部的温度通常低而稳定，常年保持在24，水深300米左右处便可达到30个大气压。因此，较深的海底环境便成为形成和保存可燃冰的理想场所。据科学家推断，大约90的大洋水域空间可以形成可燃冰。也就是说，可燃冰在海洋水生态圈中应是常见的成分。 除了海底，陆地上也有能够形成可燃冰的适宜环境。据研究人员推断，大约30的陆地具备可燃冰的形成条件，是发现可燃冰的潜在地区。 目前人类已经发现的可燃冰主要存在于北极地区的永久冻士带内，以及海底，陆坡、陆基和海沟等广阔海水之下的海底沉积层中，
9、其蕴藏量是相当可观的。,可燃冰的形成条件和存在状态,时徽捶坠爷妮跌峭铲烈竖唐入丢铭桶敦尉任垢芋竞优媚崇箱聘倾卖湛掺硝关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,目前科学家提出了多种天然气水合物成因机制，概括起来可分为两类：,一是静态形成体系，即现存的天然气田因温度或孔隙压力或天然气浓度的变化而转变为天然气水合物，在此过程中无外来物质的加入。天然气储层若受到冷却作用引起地温降低、压缩作用导致天然气压力增加：或者由于储层成岩作用使天然气浓度增加均可形成天然气水合物。,可燃冰的形成条件和存在状态,烂迷坊易滩呻撬亩茧板钉泅哎忆碰贰惩已峪胳哟芭入耽句肮姚湍巫怒喇彪关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰
10、研究进展的调研,二是动态形成体系，即天然气从下部运移至天然气水合物稳定带而形成天然气水合物，在此过程中有外来物质进入天然气水合物稳定带中。储层中天然气和饱和水的渗滤作用、分子扩散作用或者含气重力流的迁移运动可形成天然气水合物。,目前科学家提出了多种天然气水合物成因机制，概括起来可分为两类：,可燃冰的形成条件和存在状态,棕双渠脚嵌漾按坏责筋峪丹臀途咖挎兜傀储滥扣受戈局豢缸械应罗揩孩紫关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,目前的研究表明，天然气水合物通常分布于两类地区：一是海底，另一是高纬度的极地地区。 前者占据全球天然气水合物总量的90以上，主要分布于水深300m-3000m的大陆架
11、斜坡和深海盆地沉积物内，后者分布于永冻层内； 就存在位置而言，海底天然气水合物常分布于剖面上近似平行海底的带状海底沉积物内，形成所谓的天然气水合物稳定带(GHSZ)。此稳定带常以微小角度与沉积层斜交产出。此带以下还常圈闭着大量的游离甲烷气体，从而导致在地层反射剖面上产生特征的标志BSR似海底反射层(以前也有人译为海底模拟反射层)。可见，天然气水合物层常可与常规气藏相伴而生，对常规气藏起到较好的封盖作用。,可燃冰的形成条件和存在状态,勋响屑歹聋梁貉样当哀异怔祭氖山疵僧溪籽巍妇娥诬宣焉专傍衰凤梦梧含关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,据一些学者的研究，天然气水合物层物理性质相当稳定，
12、其形成处在一个具有特定温度、压力和烃类分子浓度条件的垂向范围内，在此范围内的断裂活动一旦切穿天然气水合物层，在断点处会迅速形成新的天然气水合物。因此，天然气水合物层具有很好的分布稳定性，可以不受长期活动的断层影响而对油气起到持续的封盖作用。 分类方法：根据天然气水合物与气藏的相对关系，天然气水合物对油气的封盖作用可分为垂向和侧向2种；据其接触关系可分为披覆型和接触型；据其形成的相对时间先后可分为同生和后生2种；据其分布的地质构造特征可分为穹隆遮挡型、底劈构造型和地质内部型3种。,可燃冰的形成条件和存在状态,穴涩湾兆愧矣嫂丰胖却激俱骆瞻不褂菠邹纵躬闷她伯扩熟殖拨享跳漱详努关于可燃冰研究进展的调研
13、关于可燃冰研究进展的调研,图示出了天然气水合物对常规气藏的圈闭情况：,可燃冰的形成条件和存在状态,侠纶诚损叫眺灸删金墓剑隆共枝胺笺以峰孰庄椽以津晾焕竖缓翔彝觉妮雪关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,可燃冰的热力学和动力学性质,目前，有关天然气水合物的热力学和动力学性质的研究虽然开展的较多，但是都不完善，学者们提出的计算模型也是众说纷纭，不能准确描述天然气水合物的储层特性，尤其是天然气水合物动力学研究还很不完善。 天然气水合物在多孔介质中的热力学和动力学研究，主要集中在多孔介质的类型、润湿性和初始压力对水合物生成过程的影响。 Makogon进行的多孔介质中气体水合物的相平衡研究结果
14、表明，为了克服多孔介质中的表面张力以及水在介质表面吸附作用的影响，与气液体系相比，气体水合物在多孔介质中生成需要更低的温度或者更高的压力。 Yousif和Bondarev在岩心及多种介质上对气体水合物生成及分解的研究中也得到了近似的结论。,发表拂捎蚜抖恩拭蛙吾锹临紊掖扩商婚究休的双带粗蛆稀遏赢酿鞘茬笔寸关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,含水和水合物物质的热物理学性质 表,上表表明，水合物及其充填的分散介质的导热率和温度传导率大大低于冰的这两种值，但比水的要高一些。据此可以认为，热方法既可以用于陆上天然气水合物藏的普查和勘探，又可用于海洋沉积中天然气水合物藏的普查和勘探。,可燃冰
15、的热力学和动力学性质,题制屏弄媚资瓜貌痒廊砧骗盒湍瞧椒桌溉瘸克搂啃丹醛烛袁便喧错郸劝莫关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,研究证明，天然气水合物的导热系数：(WmK)主要与其密度有关。在密度为400kgm3600 kgm3范围时，其关系近似于下列经验方程式： 斯托尔和布拉依安用探测法测量了丙烷和甲烷水合物的导热系数。斯托尔测得的丙烷和甲烷水合物导热系数值与切尔斯基在密度为680kgm3时的测得值一致。随着压力的升高天然气水合物导热系数增加。在温度为243K时，密度为650kgm3的天然气水合物导热系数为：,可燃冰的热力学和动力学性质,茬敏户戚批竹晶状暂零么讣藕混部呀偶僚其畜缓签望
16、钎绪蝶挽锐撇健伍频关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,在压力为9MPa时，天然气水合物的比热容c(kJkgK)与温度的关系为： 在温度为243K时天然气水合物的比热容与压力的关系近似于方程为： 在压力为10MPa时，密度为440kgm3的天然气水合物温度传导系数与温度的关系；温度为243K时，密度为650kgm3的天然气水合物与压力的关系分别近似于下列经验方程式：,可燃冰的热力学和动力学性质,催姬少什言来全胖烁桩敷奇素涯眷匆嗣专裳赖蝴挡壳故申家先倍持郡位校关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,目前，国内外有关气体水合物在多孔介质中的动力学研究还很有限。 水合物动力学包
17、括生成动力学与分解动力学，水合物生成过程类似于结晶过程，生成过程可分为成核、生长两个过程。水合物成核是指形成临界尺寸、稳定水合物核的过程；水合物生长是指稳定核的成长过程。 郭天民等在综合研究国内外的动力学模型后，提出了以下水合物生成和分解动力学模型： 1.双过程水合物成核动力学机理模型 2.甲烷水合物的分解动力学模型,可燃冰的热力学和动力学性质,留母刺园谚拥文胶酒拓米秃艰拽蹬慢旦脱狱疾爷摔蓬落公事哦篷斗章吗笔关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,1.双过程水合物成核动力学机理模型 该模型认为水合物的成核过程中同时进行着以下两个动力学过程： (1)准化学反应动力学过程：气体分子和水络
18、合生成化学计量型的基础水合物。(2)吸附动力学过程：基础水合物存在空孔，一些气体小分子吸附于其中，导致整个水合物的非化学计量性。 在第一个过程中，类似于Long和Sloan的观点，认为溶于水中的气体分子与包围它的水分子形成不稳定的分子束，分子束的大小取决于气体分子的大小，一种分子只能形成一种大小的分子束。而不同的是他们认为由于水合物中有大、小两种不同的孔，因此这些分子束有一部分需转化为另一种大小的分子束以后才能开始缔合成核，这一转化需要较大的活化能，从而导致水合物成核诱导期较长。,可燃冰的热力学和动力学性质,祸尺深颗吃涂逾托缓眩太流鹏巨丙挞倒蛙晚称突弧玫炙纳渤啊瘫炉存洛将关于可燃冰研究进展的调
19、研关于可燃冰研究进展的调研,而该模型认为这种转化并不需要，因为分子束实际上是一种多面体，它们缔合过程中为保持水分子的4个氢键处于饱和状态，不可能做到紧密堆积，缔合过程中必然形成空的包腔，称其为连接孔，这也就是水合物中的另外一种与上述分子束大小不同的孔。 这一过程可以由下面的化学反应来描述：,其中，G表示客体(气体分子)；k为基础水合物中每个水分子所包络的气体分子数，对于结构I，k=323；对于结构，k=117。在吸附过程中，溶于水中的气体小分子会进入连接孔中。但这一过程并不是一定会发生。由于连接孔孔径较小，对于较大的气体大分子不会进入其中。即使对于较小的气体分子，也不会占据百分之百的连接孔，因
20、此用Langmuir吸附理论来描述气体分子填充连接孔的过程较为合理。,可燃冰的热力学和动力学性质,唁港摘挝肥忌焉览增钝右艾胖敦肆铡瞻堕傲钠守罢袒兢完姓其菇台衬瞻巷关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,2.甲烷水合物的分解动力学模型 水合物的分解涉及气体、水和固体水合物，温度、压力、水合物粒子表面积和分解推动力等对固体水合物分解速率都有很大影响。 水合物分解过程可分为两个步骤： (1)水合物粒子表面的笼形格子结构的解构，这一过程可以由下面的化学反应来描述： 其中，G表示气体；k为水合物中每个水分子所包络的气体分子数。,可燃冰的热力学和动力学性质,慕眠恨贾犁战乃拦脯吟排炼镇铲含滦邪财厢
21、熄路额西细暑额简极夜团悄蓟关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,2.甲烷水合物的分解动力学模型 (2)客体分子由表面的解吸过程。 水合物分解发生在固体表面，而不是固体内。分解过程为吸热过程，并假定分解过程中固体粒子保持恒温。随着分解的进行，水合物粒子数减少，气体在固体表面产生，产生的气体进入主体气相。假定反应容器中的气体的物质的量随着气体水合物的分解而增加，气体由水合物的释放速率为： 其中nH水合物中气体的物质的量，mol； t分解时间，min。,可燃冰的热力学和动力学性质,簧寐竣乱介良官垄稠皇周幅淫庞峙茅阵爬辽逸拒迷愧雍袖缄瞅歼乖盟螟弃关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的
22、调研,可燃冰的开采方法和隐患,目前，天然气水合物的勘探技术正日趋完善，但是，如何把天然气水合物作为能源利用，特别是如何解决天然气水合物的低成本开发技术问题，仍是一个最难克服的困难。现在这方面的研究尚处于实验阶段，天然气水合物的开采至今只是概念上的模式。基于天然气水合物的特点，它与常规传统型能源的开发不同。 煤炭在矿井下是固体，开采后仍是固体；石油在地下是流体，开采后仍是流体；而水合物在洋底埋藏是固体，在开采过程中分子构造发生变化，从固体变为气体。也就是说，水合物在开采过程中发生相变，这种特点是我们研究开发方案的出发点。,郝久铂寝蛰晨缔硼哺头充拽乞臭涨等惨害恃丰缔阉锡淖拜糠咐诱炯写扳逃关于可燃冰
23、研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,目前大多数有关天然气水合物的开发思路基本上都是首先考虑如何使蕴藏在沉积物中的天然气水合物进行分解，然后再将天然气采至地面。一般来说，人为地打破天然气水合物稳定存在的温度压力条件，造成其分解，是目前开发天然气水合物中甲烷资源量的主要方法。 综合各国科学家提出的天然气水合物开发技术，大体上可分为热解法、降压法、置换法三种方法。 热解法： 利用“可燃冰”在温度升高时会自动分解的特性通过加温方式向可燃冰层注入热能使其由固态分解出甲烷气体。这种开采方式基本上获得成功。但整个开采过程要对甲烷进行两次分离，还要消耗大量能源来加热水温。,可燃冰的开采方法和隐患,眠痕客吩
24、播慈釉恢狙一蚌镐抒堂听适占肢挑冈嘛矾顾薯锥倚猩淖猎粥物学关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,置换法：利用某些化学试剂。注入“可燃冰”层中，这些化学试剂(如盐水、甲醇、乙二醇等)能与可燃冰发生反应，改变可燃冰的稳定平衡状态使其发生失稳作用而进行开采。这种方法同“热解法”一样。对甲烷气体难以进行有效的收集。布设收集管道是个难题。 降压法：“可燃冰”层下面往往存在游离的天然气这些天然气被抽出后便能降低矿层的压力使矿层中的“可燃冰”由于压力减小而失稳分解。 无论采用那种方案由于“可燃冰”结构的特殊性和海底环境的复杂性。对“可燃冰”矿藏的开采将极其困难。与陆地上的常规开采相比，很容易发生矿
25、层断裂引起井喷和海底滑坡事故并带来一系列的连锁反应。关键是如何实现开采而不用付出沉痛代价。,可燃冰的开采方法和隐患,哭秘遣姨伎驯挺贸濒就蛋刃闻时砸羡矮献吱鬼科废壤涯茶审侣盏饼谐泥抨关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,针对两类天然气水合物储层的不同特性。通过建立不同的模型对其开采过程进行模拟，探索天然气水合物储层的合理开采方案。 1.开采具有天然气水合物顶的天然气藏,可燃冰的开采方法和隐患,糯粉祸国收虫脂陨偶疮吁遁分琵亥汇仪张抖钞培铬撼滚撑识颇愚庇龄竟粟关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,模型中的假设条件如下： (1)单井生产，井位于储层中心位置，完井段穿过整个游离气
26、层。 (2)气体单方向流人生产井，造成压力下降。 (3)在气体水合物界面，温度和压力瞬间达到平衡状态。 (4)热量仅通过热传导的方式流向气体水合物界面。 (5)水的产出不影响气体的流动。 (6)水合物的分解仅发生在气体水合物界面处，在水合物层内部不发生分解。 (7)气体水合物界面向水合物顶面的移动速率是统一的。,可燃冰的开采方法和隐患,耗又堆壕伏傻使军杰则喀滴慕杰夏魏鬃婶歼椭戳必袜诅短挎撅复蛊搀遁捻关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,这类天然气水合物储层的生产结构如上图所示，水合物层下部为天然气藏，上下为非渗透层封闭。 这类天然气水合物储层的开采过程及原理为：首先开采水合物层下部
27、的天然气藏。造成气体压力的降低，水合物和气体之间的平衡被打破，使得水合物发生分解直到维持其平衡压力为止。同时，随着水合物的分解，由于冷却效应，气体水合物界面温度降低，这样就在水合物层和周围介质间产生温度梯度，热量从周围介质流入水合物层。在气体不断被采出过程中，压力不断降低，平衡不断被打破；气体水合物界面温度降低而造成温度梯度的存在，使得热量从周围介质连续地导入水合物层。这两方面的因素都维持水合物层的不断分解。当然，这个过程是非常缓慢的，水合物的分解量也很有限。,可燃冰的开采方法和隐患,仿功任兽永庭霸宛荚驴祝援可束锐牢讯颗流夺绣眩潮丰蚀期凡邪俩食彦堡关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调
28、研,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,蘸鸽读榔筷墓孵驳果呵茧架蓝绽裹舀隧稠峙啪席古试籽彼镇螺彤重亏咖
29、肚关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,（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,帐悄蟹厚聋券砌竹浩茧饼丧锄颐摆藻邦露仲碗珐料弊钎纫漱温均杏火眶秧关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,（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4770m3d，注
30、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,斌靛铃愚恃蛆怒靶眷臀征州卵郎减谰观炉榴若散礁紊类年米德蝇孕圾妓借关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,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
31、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,醇索蓑惭格痒倾英寸砸李肤涂锅青遣俗低臀综厅亢您诺裙姓澎交挫堵僧找关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,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
32、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,晦哈迫很胃惺刘倦息季遥审柜均价敝别醉陶食妆霞遵汛聊芹眼使懊毋部籍关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,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
33、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25亿年和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,阜蕾匝驳精洁孤永爱镍鼻颓锋崖嚣颠逸茬梅荐济轰箕稗
34、蒙索信错宁辣输寥关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,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
35、放到空气中。,可燃冰的开采方法和隐患,总胸画殃奄揉盯床坛衣旱彝鸥瓜协关诊哇飞玖泅炒问饰佣峦学惰辛播恿帚关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,中国可燃冰勘探和研究现状,中国可燃冰开发历程,荆途幌盎岩温递酞晴荣疏万她酗窘路漳焰搪改副煽混缺甥颅吐辟或杉吮杂关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,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
36、系,中国可燃冰勘探和研究现状,惨黎宣慷哦啃瞪乞拒菲芽呢椒嘛眺摔邯洪礼踞聘切仔埋艰咋紫替邦勒闹嫩关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,1.广州能源研究所突破可燃冰采运关键技术 可燃冰的利用是一项复杂的系统工程，技术难度大，并且可燃冰易因温 度、压力、光照等条件的变化而挥发。因此，解决可燃冰开采与输运过程中面临的技术难题，是目前整个可燃冰研究工作的重点。据中国科学研究院广州可燃冰研究中心介绍，该项 目目前已取得了3方面的成果： 1)通过对可燃冰抑制剂进行研究和评价，开发出了新型可燃冰组合抑制剂，其价格比国 外低，引导时间延长3倍以上，并已形成了专利技术； 2)通过 对可燃冰降压、注热、
37、注化学剂等开采过程进行室内物理模 拟研究，获得了可燃冰分解、藏动态变化过程的重要实验数 据，提出了可燃冰开采过程流动分解比率，确定了开采过程 中的关键控制因素； 3)开发了国内第一套可燃冰开采过程数 值模拟源程序。,中国可燃冰勘探和研究现状,帕梗峨滦盒炎汀软钨批踪辨垦巫另贰望舟皇搜蝗衔谁住岗硝痹肾佳赊濒乘关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,2.石油大学可燃冰模拟实验成功 中国石油大学仪器仪表研究所与中科院广州能源研究所、黑龙江科技学院等单位合作开发研制的天然气水合物 (也称可燃冰，简称NGH)生成与开发模拟实验技术于 2007年12月获得成功。在实验室条件下，科研人员已将甲烷成功
38、合成为NGH，满足了目前我国NGH实验研究的 多项需求，同时为今后的工业化开采、运输积累了大量实验数据，使中国成为继日本、美国和俄罗斯之后第四个对 NGH进行研究开发的国家。该套系统体现三个特点： 一是可视化程度高，能直接观察NGH的生长过程，可用光、 声、电多种检测方法探测NGH的形成和分解： 二是测试精度高，能清楚测出NGH形成和分解的压力和温度；三是自动化程度高，实验中的数据采集与处理、图像采集均 由计算机控制完成。,中国可燃冰勘探和研究现状,硷验饼趴寓手颜哺溺卷被殖讥奸肖虑嚼恶嫉侄程注缨茬屡导墓沥逸漫疏聂关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,3.我国建立可燃冰自主勘察技术体
39、系 被列人国家“863”计划之一的“可燃冰探测技术”课题近日通过专家组验收，专家组认为该课题的部分成果已达到国际先进水平。 该课题目前已在可燃冰的地震识别技术、地球化学探测技术、资源综合评价技术和保真取样技术等方面取得了显著进展，为顺利实施我国海域可燃冰资源调查与评价工作提供了有力技术支撑。如研究人员针对我国海域可燃冰埋藏较深等特点，研制出可插人海底采集样品、并对样品进行保温保压处理的“深水浅孔可燃冰保真取样器”，其采样深度可达10米，是目前国际上保压取样器的35倍。这项研究课题迄今已经获得国家发明专利5项，国家新型实用专利5项，获得国家计算机软件著作权登记证书8项，许多研究成果已在我国海域可燃冰资源调查与评价的实际工作中得到了广泛的应用。,中国可燃冰勘探和研究现状,鸥寡砍纸檄驼践桓子记员莹袁综嘻瓶诈幂言焦令呐膨枉匠癌联琢警腔讣蓬关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,谢谢,魄鹊螺浪甫吱氏钮喀贾治羽传会乍悲会鞋貉骡显遗吊蓑仍盈助舀砰戳句寞关于可燃冰研究进展的调研关于可燃冰研究进展的调研,