南海西部深水钻井中天然气水合物的预防与控制

海上深水钻井过程中常遇到天然气水合物，它不仅影响钻井作业安全，而且存在极大的环境风险。如何实现天然气水合物的有效预防与控制是成功实现海上深水钻井作业的一个关键要素。基于此，首先就钻井作业中钻遇和形成天然气水合物所产生的危害进行了归类总结，研究了钻井作业中的天然气水合物预防与控制措施（钻井工艺预防地层中天然气水合物、钻井液预防钻井过程中形成天然气水合物），通过实际应用验证了预防与控制措施的有效性，证明该控制措施取得较好的应用效果。     

海洋天然气水合物钻井难点及对策研究

天然气水合物是一种具有巨大开采潜力的未来能源,其中储集于海洋的天然气水合物占其总储量的90%以上。天然气水合物储层的钻井技术相对不成熟是目前限制水合物商业开发的主要因素之一。分析了海洋天然气水合物及储层的特点,指出钻井时温度、压力对水合物储层的稳定性具有重要影响。海洋天然气水合物储层钻井时主要面对水合物分解导致的气侵、井壁稳定以及钻井液性能维护等难点。钻进水合物储层前需要预估风险,钻井液技术是目前海洋水合物钻井所采取的主要技术,包括对钻井液温度、密度、添加剂等各方面的控制。未来可能广泛应用控压钻井技术和套管钻井技术钻进海洋水合物储层。     

水基钻井液中天然气水合物形成的研究进展

依据水基钻井液中天然气水合物生成的相关研究,结合理论与实践,介绍了一些钻井液处理剂对水合物生成的影响,重点概述了水基钻井液对天然气水合物生成的抑制效应,并简要说明了水合物抑制剂在钻井液中应用的相关研究。     

天然气水合物开采方法的数值模拟研究进展

天然气水合物具有含气量高、污染低、储量大等优点,但存在埋藏深、导热性差等问题。介绍了国内外天然气水合物开采技术的研究和应用进展,概述了传统天然气水合物开采方法的优缺点,指出天然气水合物开采难度大的普遍问题,分析其原因为天然气水合物开采效率低、能耗高、风险大,以及天然气水合物开采背景与该产业链发展水平不相匹配等。在此基础上提出了利用数值模拟技术对海底和冻土层下的天然气水合物开采进行研究,并叙述了数值模拟技术在天然气水合物开采领域的发展现状,利用该方法便捷、经济、高效的特点,最终形成天然气水合物开采方法与数值模拟技术相结合的新型开采理念。     

钻井液温度控制技术研究进展

钻井液温度控制是制约地热、天然气水合物等新能源及超深油气井高效开发的关键因素之一。钻井液温度控制技术目前已经由早期的自然控温发展到具备四级冷却结构、3个相互独立循环的技术体系,自动化程度逐渐提高。该项技术不但成功降低了地热、干热岩、高温高压油气等钻井施工的井底温度,而且满足天然气水合物开采过程中对钻井液温度控制要求,极大提高了此类能源开发效率和安全性。目前,国外钻井液温度控制技术相对成熟、并得到广泛应用,国内目前仅极少几家单位开展相关试验研究。     

天然气水合物降压联合井壁加热开采的数值模拟

降压法开采天然气水合物会受到储层传热的明显影响。降压联合井壁加热开采天然气水合物是将降压和热激两种方法综合使用,由此建立了天然气水合物降压联合井壁加热开采的数学模型,通过数值模拟手段对实验室尺度下的降压联合井壁加热法开采天然气水合物进行了模拟研究。模型得到了实验数据的较好验证。进一步的模拟结果表明:井壁加热能够给区域内提供热量并有效提高温度,有助于改善天然气水合物的产气,降压联合井壁加热开采方式下的产气优于纯降压开采情形。但同时由于传热方向和导热等限制,井壁加热的作用范围和对产气率的提高有限。不同井壁加热温度下的产气率变化较小,对产气率的影响几乎可以忽略。此外,联合开采方式下边界传热对天然气水合物的产气影响较大,可能影响此方法在低地热梯度环境下实际储藏的开采使用。     

天然气水合物热开采技术研究进展

对天然气水合物热开采技术的研究进展进行了综述,概括了热开采技术研究的基础实验和数值模拟,分析了天然气水合物分解动力学研究,传热、传质对分解的影响及多孔介质和水合物地层中水合物开采规律. 研究表明,热开采技术作为强化供热开采方案,可弥补常规开采效率低的缺点;对水合物分解热力学和动力学的实验研究已能满足对水合物热力分解认识的基本要求,但沉积物内的水合物热力学性能研究尚需深入;模型研究已从一维单相发展到复杂的三维多相数值模型,通过单个或多个模型的综合分析已能达到实际水合物藏开采计算的要求. 最后指出了热开采天然气水合物尚存在的问题和研究方向.     

天然气水合物勘探和开采方法研究进展

天然气水合物是水和天然气在低温和高压条件作用下形成的一种固态可燃物质,其优点为清洁无污染、燃烧热值高、使用便捷。分析了我国天然气水合物的研究现状,叙述了天然气水合物勘探和开采方法研究进展,并在此基础上,提出了天然气水合物开采对环境的影响。天然气水合物的勘探和开采发是一项复杂而艰巨的工作,建立清洁安全的天然气水合物勘探、开采工艺是最具前景的开发方式。     

天然气水合物开采系统工程的探析

围绕天然气水合物开采系统工程开展研究,阐明天然气水合物的概念、类型以及特点,明确天然气水合物开采系统工程的主要风险,分析天然气水合物开采系统工程的核心技术,最后提出天然气水合物开采系统工程的开展途径。     

普光气田集输管道堵塞原因分析及防治

天然气水合物是在一定压力和温度的条件下,与由天然气中的液态水形成的化合物,水合物的形成将严重影响高含硫气田的开采和集输。本文结合普光气田实际情况,介绍了高含硫天然气水合物的性质、形成温度、危害及防止水合物形成措施。最后通过实例,充分说明防止天然气水合物形成对高含硫气田安全生产的必要性。     

天然气水合物的研究现状与发展趋势

介绍了天然气水合物的形成机制,阐述了天然气水合物作为新型清洁能源的巨大潜在价值;国内外对天然气水合物的研究进展。介绍了天然气水合物在开采中可能存在的环境问题,对比了热激发开采法、减压开采法以及化学试剂注入开采法等开采方式的优劣。介绍了天然气水合物在储运天然气以及作为汽车燃料方面的发展趋势,并对天然气水合物的未来市场前景进行了展望。     

CO_2置换开采冻土区天然气水合物中CH_4的可行性研究

作为一种非常规能源,天然气水合物,俗称"可燃冰",是一种重要的能源载体。国外在海底和永久冻土层都发现了天然气水合物藏,我国也在神狐海域和祁连山冻土区获得了含天然气水合物的岩芯。然而,天然气水合物资源的安全高效开采方式已成为天然气水合物藏开发利用的"瓶颈",也是天然气水合物开采研究的热点和难点问题。本文在全面综述国内外天然气水合物开采研究的基础上,重点关注了CO2置换开采天然气水合物的研究进展,提出了采用CO2置换开多年采冻土区天然气水合物中CH4的设想,并分析了该方法的热力学和动力学可行性;最后,指出了CO2置换开采冻土区天然气水合物尚存在的问题和今后的发展方向。     

海底天然气水合物开采绞吸小车的设计

当今世界天然气水合物的开采仍属于不成熟的试采阶段,许多方案处于研究或者设想的阶段。通过对目前已有天然气水合物性能的调研,结合相关的石化开采设备、开采工况的有关力学参数,设计一种绞吸式天然气水合物开采小车,以期为天然气水合物的开采装置提供一种新思路。     

单井热吞吐开采南海神狐海域天然气水合物数值模拟

以国土资源部广州地质调查局2007年5月在南海北部神狐海域SH7站位的钻探、测井数据为基础,建立了实际水合物藏分层地质模型,主要包括上盖层、水合物层和下盖层,其中上、下盖层均为可渗透的沉积物。本文利用单一水平开采井,进行了热吞吐法开采水合物的数值模拟。给出了选取合理的注入速度和生产速度的准则。模拟结果表明,开采过程中水合物分解区域主要集中在开采井周边区域,在注热阶段和生产阶段,地层中的水合物分别经历合成和分解两种过程,期间有明显的盐水浓缩和稀释效应。在本文条件下,利用单一水平井热吞吐法不能经济有效地开采该区域的天然气水合物,有待于利用其他更高效的水合物开采方法。     

天然气水合物开采理论及开采方法分析

天然气水合物在地球上含量巨大,是未来极具开发潜力的清洁不可再生自然资源,虽然其含量巨大令研究者感到振奋,但是目前为止任未有一套真正意义上成熟完整的天然气水合物开采理论。在前人基础上总结分析了传统的天然气水合物开采机理,并叙述了一些新型的天然气水合物开采设想。通过分析比较提出了水合物大规模开采需要采用联合开采设想。同时,也叙述了天然气水合物若开采不当,则可能带来的最严重后果——温室效应加剧。最终,提出开采前,需要结合地质勘探技术,获得开采层区域三维实景数据图,防止因意外坍塌而导致的天然气泄漏。     

二氧化碳置换法开采天然气水合物的研究现状

天然气水合物在开采过程中形态会发生变化，从固态变为液态和气态，即发生相变。因此，水合物的开采原理主要是围绕改变水合物稳定存在的条件(温度和压力为主要因素),促使水合物分解，从而产生天然气。目前，天然气水合物开采技术主要有注热法、降压法、化学试剂法和二氧化碳置换法。其中，二氧化碳置换法开采天然气水合物具有十分重要的现实意义。这种方法可以弥补传统开采方法的不足，并有望成为未来工业化天然气水合物开采的主要技术之一。     

基于FLUENT的天然气水合物温度场数值模拟

分析了天然气水合物注蒸汽开采机理,建立了注蒸汽开采天然气水合物数学物理模型,通过数值模拟,对注汽温度、作用时间两个参数进行研究,获得天然气水合物的温度场变化情况。模拟结果表明:当作用时间和注汽温度两个参数同时增加时,他们是相互促进的关系。作用时间增长有利于热量渗入天然气水合物孔隙和天然气水合物表面;注汽温度增大促进了温度场的扩展。故同时增大作用时间和温度对开采天然气水合物是有利的。     

自生热体系开采天然气水合物实验研究

为了评价自生热体系(氯化铵+亚硝酸钠+盐酸+氯化钙)开采天然气水合物的效果,在高压反应釜内模拟低温高压环境合成饱和度为76％的天然气水合物模型,开展自生热体系开采天然气水合物实验研究,研究分析了氯化铵+亚硝酸钠溶液浓度、盐酸用量、氯化钙用量对开采效果的影响,并优选出适用于开采天然气水合物的自生热体系最佳配方.结果表明:...     

天然气水合物的有效能量及CO_2排放强度分析

与天然气、石油、煤等常规化石能源以富集态赋存、以赋存态开采不同,天然气水合物大都以固态分散赋存于地层的孔隙中,对其中所含天然气的开采要求水合物的原位分解。天然气水合物原位分解需要能量输入,既包括水合物的分解焓,也包括水合物和多孔地层(介质)升温所需的热量。由于天然气水合物的赋存条件差异很大,开采时水合物和多孔地层升温所需的热量不同,一些条件下天然气水合物的可利用能量(有效能量)会远低于常规天然气,单位有效能量所产生的总CO2排放量甚至会高于石油和煤。为了量化认识这个现象,本文进行了天然气水合物开采能耗的热力学计算,分析了水合物赋存状况与产出天然气的有效(净)能量的关系,计算和讨论了不同赋存条件下天然气水合物在热能利用过程中的二氧化碳排放强度,并与常规化石能源进行了对比。     

微波作用下天然气水合物分解的研究及应用

介绍了微波和天然气水合物的作用的国内外实验研究进展，说明了微波对天然气水合物的分解有很大的促进作用，分析了用微波加热开采天然气水合物资源、解除天然气输送、开采过程中天然气形成水合物而造成的堵塞等应用的可行性，最后展望了微波在天然气工业中的广泛应用前景。