石油与天然气地质与勘探开发措施

石油天然气的地质勘探开发目的是为了获得最佳的油气产能而进行的地质研究工作。石油天然气地质勘探工作具有非常重要的意义,通过地质勘探获得有价值的地层信息资料,对储层油气的显示进行评价和分析,确定具有工业开采价值,才能投入开发生产,为油田创造最佳的经济效益。     

天然气水合物资源勘探开发技术研究进展

天然气水合物储量巨大,是人类理想的潜在的替代能源。对世界天然气水合物资源基本特征和分布情况进行了介绍,对国内外天然气水合物勘探开发技术以及环境效应进行了阐述。     

The status of exploitation techniques of natural gas hydrate

Natural gas hydrate (NGH) has been widely considered as an alternative form of energy with huge potential, due to its tremendous reserves, cleanness and high energy density. Several countries involving Japan, Canada, India and China have launched national projects on the exploration and exploitation of gas hydrate resources. At the beginning of this century, an early trial production of hydrate resources was carried out in Mallik permafrost region, Canada. Japan has conducted the first field test from marine hydrates in 2013, followed by another trial in 2017. China also made its first trial production from marine hydrate sediments in 2017. Yet the low production efficiency, ice/hydrate regeneration, and sand problems are still commonly encountered; the worldwide progress is far before commercialization. Up to now, many gas production techniques have been proposed, and a few of them have been adopted in the field production tests. Nevertheless, hardly any method appears really promising; each of them shows limitations at certain conditions. Therefore, further efforts should be made on the economic efficiency as well as sustainability and environmental impacts. In this paper, the investigations on NGH exploitation techniques are comprehensively reviewed, involving depressurization, thermal stimulation, chemical inhibitor injection, CO₂–CH₄ exchange, their combinations, and some novel techniques. The behavior of each method and its further potential in the field test are discussed. The advantages and limitations of laboratory studies are also analyzed. The work could give some guidance in the future formulation of exploitation scheme and evaluation of gas production behavior from hydrate reservoirs.     

二氧化碳置换开采天然气水合物研究

天然气水合物(NGH)是存储于深海沉积物和冻土区域的新型洁净能源,注入CO2到NGH储藏置换开采天然气是经济和环保的新型NGH开采方法。CO2置换NGH研究从热力学和动力学证实都是可行的,置换反应自发进行,受扩散控制、NGH储藏环境、气体组分、注入CO2相态等因素影响。从实验和理论上分析置换原因、置换微观过程和置换的相态变化,阐述影响置换速率和置换效率的因素,提出置换安全性设计,为我国温室气体捕集、存储和NGH开采提供基础数据和理论支持。     

天然气水合物抑制剂研究进展

介绍了天然气水合物热力学抑制剂、动力学抑制剂、防聚剂的研究现状、作用基理、种类、应用范围以及存在的缺陷;针对现有的抑制剂的不足,提出了今后研究工作的发展方向。     

二氧化碳置换法模拟开采天然气水合物的研究进展

目前实验室模拟开采天然气水合物(NGH)的最主要的方法为外激法,通过注热、降压等方式使水合物分解释放出甲烷(CH₄),外激法最大的问题在于水合物的分解容易造成地层结构变化,导致地质斜坡灾害。利用二氧化碳(CO₂)在水合物相中置换开采CH₄,由于置换过程发生在水合物相中,不改变水合物相结构,因此可以降低地质灾害风险。本文全面介绍了利用CO₂在水合物相从NGH中置换CH₄的研究进展,从置换可行性、动力学模型、模拟研究、实验研究等方面对当前的研究进行了综述,并为进一步发展置换法开采CH₄技术指出了方向。     

天然气水合物优化合成实验研究

水合物储运技术实用化的进程中,如何提高水合物制备效率,实现高密度的储存是最为关键的问题。文中对此应用新型雾化系统对气水合物的强化合成技术进行了实验研究。结果表明:压力提高对水合物生长加速作用明显;活性剂组分和雾化方式提供了最优的气液传质条件,极大地加快了溶解、成核及生长过程,其整体反应速度提高了1倍以上,最终含气体积比也显著提高;分解水重复生成、水合物晶种的投入也能极大加快成核过程,缩短诱导期,从而提高反应速率。     

管输节流降压过程中水合物形成研究

天然气管输节流降压过程中容易形成水合物,该物质会堵塞管道、阀门等,造成巨大损失。本文介绍了天然气水合物的形成机理、条件,探讨了水合物形成的平衡常数法、热力学模型计算方法,并介绍了目前常用的水合物防止方法。     

天然气水合物储运技术中水合物反应器的研究进展

可观的储气率与自保效应的存在使得天然气水合物能作为一种天然气储运的方式,并且在与其他如液化天然气、压缩天然气储运方式比较时有着自己独到的优势。但由于针对水合物储运的研究起步较晚,利用水合物储运天然气的技术尚未成熟。尤其是在水合物反应器的研究上,生成水合物的速率较低,无法达到工业生产所需要的水平。本文通过调研国内外文献与专利等资料,介绍了国内外天然气水合物储运技术发展状况,简述了水合物生成强化的物理化学手段与机械手段,详述了搅拌式等传统天然气水合物反应器与管式、超重力式等新型天然气水合物反应器的结构与工作原理。根据现有水合物反应器的特点与存在的问题,对水合物反应器的研究方向提出建议：未来应当加快对喷淋式、超重力式与流化床式反应器的放大研究,加快针对不同物理强化手段与机械强化手段的协同作用研究,建立起以天然气储运为目的的水合物反应器评价体系。     

气体水合物研究进展

It is of great significance to study gas hydrate because of following reasons. (1) Most organic carbon in the earth reserves in the form of natural gas hydrate, which is considered as a potential energy resource for the survival of human being in the future. (2) A series of novel technologies are based on gas hydrate. (3) Gas hydrate may lead to many hazards including plugging of oil/gas pipelines, accelerating global warming up, etc. In this paper, the latest progresses in exploration and exploitation of natural gas hydrate, the development of hydrate-based technologies including gas separation, gas storage, CO2 sequestration via forming hydrate, as well as the prevention of hydrate hazards are reviewed. Additionally, the progresses in the fundamental study of gas hydrate, including the thermodynamics and kinetics are also reviewed. A prospect to the future of gas hydrate research and application is given.     

冰-气生成天然气水合物的动力学研究

对由冰生成天然气水合物过程中的过饱和度和过冷度的作用进行了实验研究。结果表明 ,较大的过饱和度和过冷度提高了生成水合物的含气率 ,同时反应还存在一个最佳反应时间。提出冰转化为水合物的过程是一个包括气体的外扩散、产物层内扩散以及界面反应的过程