余輝 彭燕 劉瑞軍 張煒(長(zhǎng)慶油田分公司第一采氣廠(chǎng),陜西 靖邊 718500)

天然氣水合物勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)研究進(jìn)展

余輝 彭燕 劉瑞軍 張煒(長(zhǎng)慶油田分公司第一采氣廠(chǎng),陜西 靖邊 718500)

現(xiàn)今天然氣水合物（英文Natural Gas Hydrate，縮寫(xiě)簡(jiǎn)稱(chēng)“NGH”）受到了國(guó)際范圍內(nèi)各個(gè)國(guó)家的廣泛性關(guān)注，從“NGH”本質(zhì)上來(lái)講具備較大儲(chǔ)量以及較廣分布，海洋之中蘊(yùn)含的“NGH”往往是凍土帶之中含量的一百倍，而該種蘊(yùn)含量較大的“NGH”也被各個(gè)國(guó)家認(rèn)定為是替代天然氣以及石油等重要清潔性能源，本文基于此就“NGH”內(nèi)涵進(jìn)行著手分析，之后對(duì)國(guó)外“NGH”開(kāi)發(fā)勘探進(jìn)展予以研究，最后探討國(guó)內(nèi)“NGH”開(kāi)發(fā)勘探進(jìn)展，以期為后續(xù)關(guān)于“NGH”方面研究提供理論上參考依據(jù)。

天然氣水合物；勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)；研究進(jìn)展

“NGH”屬于天然氣特殊性存在形式，主要于陸地凍土帶以及海洋之中存在，而處于海洋之中“NGH”具備全球性特點(diǎn)，據(jù)相關(guān)研究統(tǒng)計(jì)一立方米“NGH”可以有效釋放水以及甲烷，如果將全世界范圍內(nèi)“NGH”總量進(jìn)行甲烷氣體實(shí)際換算則合約2.0×1016立方米，這種較大的儲(chǔ)量完全可以將現(xiàn)今應(yīng)用的石油以及煤炭能源不足狀況有效彌補(bǔ)，最重要的是該種“NGH”從屬于清潔能源范疇之內(nèi)。

1 初探“NGH”內(nèi)涵

“NGH”是一定壓力以及一定溫度環(huán)境條件基礎(chǔ)上由相應(yīng)碳?xì)錃怏w以及水分子實(shí)際構(gòu)成的非化學(xué)性結(jié)晶籠型化合物，本質(zhì)上屬于客體主體兼合材料，由水分子大量聚集進(jìn)而構(gòu)成點(diǎn)陣空穴，點(diǎn)陣空穴連接載體為氫鍵，氫鍵具備較強(qiáng)融合性并依托于范德華力進(jìn)而促使分子結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定；“NGH”較為容易進(jìn)行燃燒，將其稱(chēng)之為是可燃冰一點(diǎn)也不過(guò)分，最重要的是“NGH”在實(shí)際燃燒之后也不會(huì)形成任何廢棄物或者是相應(yīng)殘?jiān)?；從“NGH”類(lèi)型上講如果是依據(jù)產(chǎn)出環(huán)境可以具體劃分為極地型“NGH”以及海底型“NGH”兩大種，可以說(shuō)不同的產(chǎn)出環(huán)境決定了其溫度壓力上的相異，而邊緣海以及海洋相應(yīng)過(guò)渡帶等區(qū)域“NGH”含量相較于極地區(qū)域“NGH”含量較高，溫度壓力也較大，因此海底型“NGH”具備較強(qiáng)穩(wěn)定性。如果是依據(jù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型則可以具體劃分為I型“NGH”以及Ⅱ型“NGH”兩大種，其中I型多由五角十四面以及十二面構(gòu)成，而Ⅱ型多由五角十六面以及十二面構(gòu)成[1]。

2 探析國(guó)外“NGH”開(kāi)發(fā)勘探技術(shù)進(jìn)展

國(guó)外對(duì)于“NGH”開(kāi)發(fā)勘探主要是集中在三個(gè)階段：1810年到1935年為第一階段，在該階段眾多化學(xué)研究者開(kāi)始對(duì)水合物予以一定初步研究，研究方向?yàn)樗衔锞唧w形成所需壓力狀況或者是所需溫度狀況。

1936年到1966年為第二階段，在該階段研究學(xué)者哈曼德依托于實(shí)驗(yàn)方式形成“NGH”，當(dāng)時(shí)處于發(fā)展油氣工業(yè)階段形成的“NGH”為管道輸送等方面提供了參考依據(jù)，并促使“NGH”從理論研究過(guò)渡到實(shí)踐研究。

1967年至今為第三階段，該階段屬于重大研究發(fā)展階段，研究學(xué)者馬克隆于西伯利亞區(qū)域相應(yīng)凍土層實(shí)際探尋到“NGH”，之后陸續(xù)全球范圍內(nèi)均出現(xiàn)了“NGH”身影，該階段對(duì)于“NGH”勘探又劃分為三時(shí)期，其一為調(diào)查時(shí)期，主要是各個(gè)國(guó)家關(guān)注“NGH”并進(jìn)行人力物力等方面大量投入從凍土層以及海洋兩方面調(diào)查“NGH”；其二為規(guī)模性鉆探時(shí)期，以俄羅斯以及加拿大和相應(yīng)的荷蘭、美國(guó)為主對(duì)高緯度以及遠(yuǎn)景區(qū)域予以“NGH”鉆孔探尋，建立30多個(gè)鉆探基站；其三為取樣時(shí)期，取樣不同區(qū)域“NGH”進(jìn)行評(píng)價(jià)研究，并對(duì)試采技術(shù)以及室內(nèi)模擬技術(shù)等進(jìn)行發(fā)展，印度于2008年實(shí)現(xiàn)巖心成功獲取，韓國(guó)在2009年實(shí)現(xiàn)海域巖心成功獲取，日本于2013年實(shí)現(xiàn)海域開(kāi)采成功[2]。

3 探析國(guó)內(nèi)“NGH”開(kāi)發(fā)勘探技術(shù)進(jìn)展

國(guó)內(nèi)對(duì)于“NGH”開(kāi)發(fā)勘探從1990年開(kāi)始，相較于國(guó)外研究較晚，1999年國(guó)家海洋調(diào)查局進(jìn)行了“NGH”資源調(diào)查，工作量為調(diào)查4480千米多道地震，取樣140站位海底淺表層并進(jìn)行2000千米淺層剖面取樣，研究成果豐厚，將“NGH”地球化學(xué)以及物理存在異常標(biāo)志予以了明確，并證實(shí)我國(guó)相應(yīng)海域確實(shí)含有較大量“NGH”，之后在2005年的時(shí)候國(guó)家啟動(dòng)了關(guān)于“NGH”方面的資源調(diào)查相關(guān)科研項(xiàng)目，共計(jì)110專(zhuān)項(xiàng)。到了2008年，國(guó)家對(duì)勘探技術(shù)進(jìn)行了深入發(fā)展，如對(duì)資源開(kāi)采進(jìn)行模擬技術(shù)的調(diào)整優(yōu)化，可以進(jìn)行聯(lián)合開(kāi)采以及助劑開(kāi)采和相應(yīng)的熱注、降壓等等方式開(kāi)采，再比如還研發(fā)了氣體溶解防控技術(shù)，專(zhuān)門(mén)對(duì)大氣以及海水變化引起的開(kāi)采問(wèn)題予以了解決等等?？梢哉f(shuō)時(shí)代的發(fā)展以及社會(huì)的進(jìn)步，在該種環(huán)境背景之下國(guó)家對(duì)于工農(nóng)業(yè)予以了較高的重視，由此有限能源充分應(yīng)用成為了國(guó)家關(guān)注的重點(diǎn)工作，新型“NGH”能源在當(dāng)前工農(nóng)業(yè)社會(huì)發(fā)展中將起到的積極影響作用[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上分析可知，現(xiàn)今國(guó)家有必要尋找出一種既能夠發(fā)展經(jīng)濟(jì)又能夠保護(hù)環(huán)境有效新型能源，而“NGH”則備受全世界各個(gè)國(guó)家研究人員關(guān)注，對(duì)其予以研究分析將有利于“NGH”優(yōu)化實(shí)踐。

[1]張金華,魏偉,魏興華等.我國(guó)天然氣水合物勘探及研究進(jìn)展[J].非常規(guī)油氣,2014,01:75-81.

[2]李燦蘋(píng),劉學(xué)偉,趙羅臣.天然氣水合物冷泉和氣泡羽狀流研究進(jìn)展[J].地球物理學(xué)進(jìn)展,2013,02:1048-1056.

[3]楊夢(mèng),楊亮,劉道平等.氣體水合物分解與生成技術(shù)應(yīng)用研究進(jìn)展[J].制冷學(xué)報(bào),2016,02:78-86.