我国海域天然气水合物第二轮试采成功

正近日从自然资源部传出好消息:我国海域天然气水合物第二轮试采成功,并且创造了"产气总量"和"日均产气量"两项新的世界纪录,实现了从"探索性试采"向"试验性试采"的重大跨越。2017年,我国南海神狐海域进行的天然气水合物首次试开采成功。2019年10月正式启动第二轮试采海上作业,于2020年2月17日试采点火成功,持续至3月18日完成预定目标任务。此次第二轮试采创造了"产气总量86.14万立方米、日均产气量2.87万立方米"两项新的世界纪录。同时,实现了从"探索性试采"向"试验性试采"的重大跨越。     

钛合金套管首次在我国海域天然气水合物试采中成功应用

2020年3月26日,国家自然资源部宣布我国海域天然气水合物第二轮试采创造了“产气总量86.14万m^3,日均产气量2.87万m^3”两项新的世界纪录,攻克了深海浅软地层水平井钻采核心技术,实现了从“探索性试采”向“试验性试采”的重大跨越。在此次天然气水合物试采中开展了深海浅软地层水平井钻采多项世界级难题攻克,其中在水平井完井中常规的钢制套管就遇到了大狗腿度和低温性能不足等瓶颈。     

海域天然气水合物试采实践与技术分析

天然气水合物作为当下备受关注的潜在新型清洁能源资源,绝大部分赋存于水深大于300 m的海底沉积层中,日本与中国相继应用深水钻井船和半潜式平台进行了海域天然气水合物的试采实践,均取得一定成果。中国南海海域天然气水合物储量丰富,进一步探究行之有效的方法与工艺,实现安全、稳定、高效的商业化开采,对于解决日益严峻的能源紧缺及环境恶化问题具有重要意义。通过国内外技术调研,对降压、注热、注剂等开采方法进行研究,结合日本海域天然气水合物的试采实践,对其试采的前期准备、设计准则与难点、工艺方案、生产测试系统关键组成部分以及存在的气液分离效率、出砂、流动保障等问题进行深入分析,并提出了相关的优化改进建议,为后续海域天然气水合物试采设计和施工提供借鉴。     

天然气水合物试采技术

天然气水合物试采期间,储层分解可能导致井筒失稳,井筒中水合物的二次生成易造成管柱堵塞、套管破坏、井喷等生产事故。基于1965年前苏联陆地冻土天然气水合物试采到我国南海海域天然气水合物试采所取得的成果,分析了热注法、降压法、化学剂注入法、气体置换法等试采方法的原理、应用及其优缺点,同时介绍了近年水合物试采实验研究新方法新理论。分析表明,降压法是目前水合物试采中最成熟的试采方法,建议与其他试采方法联合使用,进一步提高天然气水合物的试采产量。     

我国首次海域可燃冰试采成功

<正>5月10日,在位于我国南海的神狐海域,蓝鲸1号钻井平台上一束橙色的火焰喷薄而出,在浩瀚的蔚蓝色海面熊熊燃烧,一个振奋人心的消息随之传向世界:我国在水深1266米的海底天然气水合物矿藏中开采出天然气,这标志着中国可燃冰试采圆满成功!可燃冰试采成功,对于改变我国能源结构,降低石油等资源的对外依存度意义重大。此番"试剑"神狐深海,领跑可燃冰开采的总包方是中国石油     

海洋工程公司完成海域天然气水合物第二轮试采施工

正4月19日上午,随着海洋工程公司工作人员撤离海上平台,由自然资源部中国地质调查局组织实施的我国海域天然气水合物第二轮试采项目结束,创造了产气总量、日均产气量两项世界纪录,实现了从"探索性试采"向"试验性试采"的重大跨越。海洋工程公司顺利完成本次试采的海上工程总承包任务,标志着中国石油完全具备深水钻探总承包能力,为企业走向深海提供了有力支撑。     

海洋天然气水合物试采关键技术

针对海洋天然气水合物开发技术与常规海洋油气开发技术的异同,分析了海洋天然气水合物储层特性和试采面临的挑战,介绍了天然气水合物试采关键技术,包括控压钻井技术、套管钻井技术、抑制性钻井液、钻井液冷却系统、低温低放热水泥浆体系、完井技术、开采方式优选和储层及环境监测技术等,指出了我国海洋天然气水合物试采应围绕水合物物理力学性质、安全成井、连续排采与防砂、开采方法适应性评价、试采过程储层参数和地层形变监测等技术难题开展研究,通过示范工程,形成海洋天然气水合物试采技术体系,为我国海洋天然气水合物的高效开发提供技术支撑。      

我国海域首次发现天然气水合物资源

我国海洋地质调查部门最近在西沙海槽区发现多处天然气水合物资源。这是首次在中国海域发现和证实天然气水合物资源的存在。天然气水合物是 2 0世纪发现的一种新的矿产资源。它是水和天然气在高压和低温条件下混合时产生的一种固态物质 ,外貌极象冰雪或固体酒精 ,点火即可燃烧 ,有“可燃冰”、“气冰”、“固体瓦斯”之称 ,被誉为 2 1世纪具有商业开发前景的战略资源。去年 1 0月 ,广州海洋地质调查局开始赴南海海域开展天然气水合物资源调查 ,发现了多处存在天然气水合物的可靠证据。据广州海洋地质调查局副总工程师姚伯初教授测算 ,南海天…     

天然气水合物将开展第二次试采

<正>近日,《中国地质调查年度报告(2018)》(以下简称《报告》)出炉。其中,海洋地质调查和天然气水合物资源勘查试采等方面取得了重要成果。《报告》指出,2018年,自然资源部中国地质调查局积极开展海洋地质调查和天然气水合物资源勘查试采,基本完成1∶100万海洋区域地质调查成果集成,建立了统一的海洋地质核心数据库和天然气水合物资源数据库,取得了一批具有重要影响力的成果与进展。     

Labview的海域天然气水合物试采环境实时监测系统的实验研究

为了建立实时、高效的监测系统,提出一种通过软件集成各个监测模块的方法,基于图形化编程软件Labview作为上位机,以单片机的嵌入式作为下位机,通过串口通信接收显示数据,集成在控制中心,通过实验模拟可以验证方案的可行性,为实际试采应用做好铺垫。     

日本天然气水合物完井试采技术分析

海域水合物成藏条件特殊,其开发技术难度较陆地冻土难度更大。通过对日本三次海域水合物试采过程及取得成果的回顾,分析了日本海域水合物试采过程中采用的试采方法,以及完井防砂、人工举升、地质监测与环境监测等重点技术方案,认为降压法是日本海域天然气水合物最佳的试采方法,其他方法可以作为辅助使用,同时必须解决出砂问题。试采过程中,应运用多种监测方法保证水合物试采的安全性,避免水合物可能引起的地质灾害。该技术可为相关海域水合物开发提供经验。     

日本海域天然气水合物开发技术进展

为了深入了解日本在海域天然气水合物试采过程中获得的经验和教训,给我国天然气水合物的开发提供借鉴和参考,系统介绍了日本第二次海域天然气水合物试采过程,并对日本2次试采技术和存在的问题进行了比较分析,归纳和总结了日本在天然气水合物试采方面的主要技术进展。研究发现,日本在2次天然气水合物试采过程中均遇到了出砂等技术问题,在钻井完井、防砂、人工举升、监测和原位测试等技术方面仍存在显著不足。结合日本在海域天然气水合物开发技术上取得的进步和不足,提出了统一协调研发工作、形成具有自主知识产权的开发设备体系和建立具有针对性的勘查与试采规范等建议。      

海上天然气水合物试采过程中天然气 回收利用技术方案研究

水合物试采过程中的天然气基本以燃烧火炬的形式处理,造成能源浪费和环境污染。随着水合物试采气量 增多,有必要对水合物试采过程中天然气的回收利用工艺开展技术研究。本文基于南海某目标区块天然气水合物 分解后的天然气处理量(1.0×10 5 m 3/d)及组成特点,探索了适合于海上的高效紧凑天然气回收利用技术,完成了 天然气回收利用工艺集成设计。结果表明:推荐超重力脱酸作为预处理工艺方案,其占地面积仅为常规吸收塔面 积的1/7,大大缩小了设备的尺寸;推荐单氮膨胀作为液化工艺方案,其流程简单,设备数量少,没有易燃冷剂的储 存,适应海上恶劣环境,适合用于水合物试采过程中天然气的液化。     

中国海域天然气水合物勘探研究新进展

天然气水合物是中国未来最具潜力的新型替代能源。中国的天然气水合物资源量巨大，自中国开展天然气水合物勘探研究工作的17年来，中国在海域天然气水合物勘探研究方面取得了7个方面的进展，特别是2007年5月，中国地质调查局在南海神狐海域钻获近海底天然气水合物沉积样品，这是中国天然气水合物勘探上的一个重大突破。但是，中国海域天然气水合物的勘探研究还存在5个方面的主要问题：海域天然气水合物资源量预测过大；对天然气水合物成藏动力学、成藏体系研究不够，尤其是对烃源研究不够；中国在天然气水合物沉积层岩石物理方面的研究几乎还是空白；对地震剖面上的BSR、振幅空白带与天然气水合物沉积层的关系仍然不是十分清楚；中国目前的天然气水合物勘探技术研究还不够深入、不够系统。指出了中国天然气水合物勘探的光明前景。     

海域天然气水合物低温抑制性钻井液体系

针对海域天然气水合物钻探所面临的深水低温、浅层窄安全密度窗口、水合物生成与分解抑制、海洋作业环保要求等工程和技术难题,开发了低温抑制性钻井液体系。研发了热力学抑制剂KCl复配动力学抑制剂A2的水合物抑制技术,优选了低温流变稳定性能良好的高分子处理剂,开发的钻井液体系流变性能良好,膨润土含量为2 %,API滤失量为4 mL,密度为1.07 g/cm3;低温流变稳定性优良,4 ℃较25 ℃时钻井液当量循环密度最大增量为0.004 g/cm3,优良的流变学性能有利于深水浅部地层窄安全密度窗口井段的井壁稳定和井眼清洁。该体系还具有优异的水合物生成抑制性能,4 ℃、20 MPa、20 h内完全抑制水合物生成,陈化10 d及被钻屑污染后抑制性能保持良好,同时具备明显的水合物分解抑制性能。各处理剂重金属含量达标,钻井液体系生物毒性半有效浓度EC₅₀值及半致死浓度LC₅₀值均大于30 000 mg/L,满足我国一级海区环保要求。该钻井液的综合技术性能满足海域天然气水合物钻探技术要求。      

海域天然气水合物岩石物理建模方法

海域天然气水合物赋存于疏松沉积物中,天然气水合物岩石物理建模之前需要建立疏松沉积物的岩石物理模型。为此,针对传统疏松沉积物岩石物理模型存在横波速度估计误差偏高、建模过程不自洽的问题,考虑海水对沉积物颗粒的润滑作用,引入改进的Hertz-Mindlin方程进行岩石物理建模,提高了建模精度;针对疏松沉积物的建模过程,首先利用改进的Hertz-Mindlin方程计算临界孔隙度条件下沉积物的弹性模量,然后利用Hashine-Shtrikman界限计算疏松沉积物骨架的弹性模量;在讨论不同赋存形态的水合物对沉积物弹性性质的影响及适用模型、判别准则的基础上,针对以颗粒支撑和孔隙流体充填两种赋存状态存在的天然水合物,设计了兼容两种赋存形态的岩石物理建模方法和流程。浅钻井的实测曲线与建模结果吻合度高,证实了该方法的适用性。     

天然气水合物试采多相输送的弯管段防护研究

天然气水合物浆液中混杂的泥砂颗粒在低流速管段容易产生堆积阻塞,在高流速管段经常发生冲蚀磨损,目前国内外针对以液体为连续相流动的气液固多相流冲蚀研究较少。为此,以欧拉(Euler)气泡流模型与离散相模型(DPM)耦合的多相流数学模型为理论基础,对多相流中气液相间分布及管壁冲蚀磨损进行了数值模拟,开展了冲蚀磨损试验并提出耐磨防护方案。研究结果表明：可以从减弱弯管段湍流剪切作用、颗粒对弯管内壁的直接碰撞及减少动能传递进行防护设计;15°楔形垫层对应的最大冲蚀速率减幅74.55%,在1.0～2.2 m/s的流速范围内防护效果更明显;陶瓷涂垫层防护对冲蚀-腐蚀交互作用有明显的抑制效果。研究结论可为管道输送工程防护措施的制定提供技术参考。     

全球首次海洋天然气水合物固态流化试采工程参数优化设计

我国南海的天然气水合物(以下简称水合物)90%以上都属于非成岩矿体,常规方法难以开采。周守为院士创新性提出了高效开发该类水合物矿体的革命性技术之一——固态流化法,并在中国南海神狐海域依托国内自主知识产权的技术、装备和工艺等,成功试采了该类水合物。在流化试采过程中,井底射流破碎水合物矿体至细小颗粒并随钻井液向上返出,含水合物固相颗粒在温度升高、压力降低至受施工参数影响的、区别于常规静态相平衡曲线的动态相平衡状态时发生分解,使得环空液固流动变为复杂气液固多相流动,井控安全要求极高,需要对施工参数优化设计。为此,基于目标区块工程地质特征并结合复杂井筒多相流动分析,对该工程参数进行优化设计,建立了复杂介质井筒多相流动、温度、压力以及水合物相平衡、分解理论模型和数值计算方法,通过数值仿真、软件仿真以及实验验证,对不同施工参数下的流化试采井筒多相流动进行了分析,形成了海洋天然气水合物流化试采现场工程参数优化设计方法及方案:井底射流流化井段直径不宜过大,应适当提高钻井液排量、密度、施加井口回压,以保证安全携岩和降低井控风险。该基础理论研究成果为现场施工以及试采产能的提升提供了重要技术保障。