【正文】 還要感謝師兄師姐對我論文修改提出的寶貴意見。 天然氣水合物溫度、壓力平衡公式計(jì)算顯示，最淺的水合物層頂界埋深 約 為74m，最深的底界埋深有 約 到上千米。在此假設(shè)垂直主應(yīng)力小于水平應(yīng)力，壓裂水合物層產(chǎn)生水平裂縫。 凍土帶天然氣水合物水力壓裂開采 24 第 4 章 凍土帶天然氣水合物水力壓裂開采 天然氣水合物水力壓裂近幾年一些專家提出的開采水合物的一種新方法，通過水力壓裂的方法，改變水 合物地層的性質(zhì)，提高地層滲透性，提高天然氣產(chǎn)量。 凍土帶天然氣水合物注熱降壓開采 23 圖 38 麥索亞哈氣田開采參數(shù)變化 從圖上可知，在按曲線 1 采氣時(shí)，地層壓力應(yīng)按曲線 3 下降，然而在麥索亞哈氣田開采時(shí)，實(shí)際地層壓力與設(shè)計(jì)壓力出入很大。在該階段 ， 地層壓力高于設(shè)計(jì)壓力。兩個(gè)礦體都是氣 水接觸。氣田內(nèi)多年凍結(jié)巖石層厚度為 450m。 按照阿利伯謝諾曼年代多而甘巖系頂板，麥索亞哈構(gòu)造的規(guī)模為 10km，斷距為 84m。 在 此過程中，由于水合物分解是吸熱反應(yīng)。 如 圖 33所示，巖石升溫所需要的熱量，占 %；束縛水升溫吸收的熱量，占 %；表示水合凍土帶天然氣水合物注熱降壓開采 18 物分解前升溫吸收熱量，占 %；水合物分解能量，占 %；水合物分解后分解水升溫吸熱， %。 圖 32 注熱 開采水合物示意圖 凍土帶天然氣水合物注熱降壓開采 17 不同的注熱開采方式也有不同的優(yōu)缺點(diǎn)， 蒸汽注入和火驅(qū)技術(shù)方法在開采比較薄的水合物儲(chǔ)層時(shí)的熱量損失很大，只有在儲(chǔ)層厚度大于 15m時(shí)進(jìn)行開采的熱量利用率才比較高。降壓法的缺陷在于， 由于沒有額外的熱量注入 ， 水合物分解 只能從 周圍凍土帶天然氣水合物注熱降壓開采 16 環(huán)境 中吸收熱量 ， 當(dāng) 吸收的熱量達(dá)到一定程度， 周圍環(huán)境溫度的降低會(huì)抑制水合物的進(jìn)一步分解。一是以浸染狀賦存于細(xì)粉砂巖的孔隙中 ， 這類水合物肉眼難以觀測到 ， 但可通過巖心中不斷冒出的氣泡和水珠來間接推測存在這類水合物 ， 也可通過紅外測溫中的分散狀低溫異常證實(shí)有這類水合物。麥索亞哈氣田就是有天然氣藏水合物礦藏。 青藏高原地質(zhì)運(yùn)動(dòng)分析 青藏高原多年凍土區(qū)主要分布在昆侖山北坡至唐古拉山南坡安多縣北的廣大地域，沿著青藏鐵路線橫跨約 550km 長。多年凍土地溫梯度越小，多年凍土厚度越大，溫度和壓力條件就越有利于形成天然氣水合物，其穩(wěn)定帶厚度也越大。多年凍土底板處溫度為 0℃ ，因此，公式 (23)為多年凍土底板以上天然氣水合物形成的相平衡條件；公式 (24)為多年凍土底板以下沉積層天然氣水合物形成的相平衡條件 [11]。 多年凍土區(qū)天然氣水合物形成，最重要的因素是地?zé)崽荻?、氣體組分、孔隙流體鹽度、孔隙壓力等，其中地?zé)崽荻群蜌怏w組分最為重要。 當(dāng) tf ? 時(shí)，說明多年凍土底板附近凍土溫度升高，凍土厚度減小。 凍土帶水合物的形成 凍土帶分布情況 世界凍土帶分布凍土分布于高緯地帶和高山垂直帶上部，其中冰沼土廣泛分布于北極圈以北的北冰洋沿岸地區(qū)，包括歐亞大陸和北美大陸的極北部分和北冰洋的許多島嶼，在這些地區(qū)的冰沼土東西延展呈帶狀分布，在南 美洲無冰蓋處亦有一些分布。最近，有關(guān)專家在西寧對中國科學(xué)院廣州天然氣水合物研究中心完成的 “ 青海省天然氣水合物勘探開發(fā)方案研究報(bào)告 ” 進(jìn)行了審查，指出青海省多年凍土區(qū)具備較好的 “ 可燃冰 ” 找礦前景，并建議在青海建立一個(gè)陸地凍土區(qū)天然氣水合物勘探開發(fā)技術(shù)方法試驗(yàn)基地，以引領(lǐng)帶動(dòng)我國對天然氣水合物的勘探開發(fā) [8]。 20xx年 8項(xiàng)。 國家自然科學(xué)基金委員會(huì)自 1998年開始設(shè)立 “ 氣體水合物生成過程機(jī)理及其分形理論的研究 ” (中國科學(xué)院廣州能源研究所舒碧芬承擔(dān) )以來。初步數(shù)據(jù)顯示 ， 該區(qū)采用水合物降壓開采是一種正確的開發(fā)方式。但要對其進(jìn)行有效地開采，需要對凍土帶地質(zhì)特征，水合物形成條件，成藏模式進(jìn)行認(rèn)識(shí)。method of exploitation 目 錄 第 1 章 前 言 ................................................. 1 研究目的及意義 ............................................ 1 研究現(xiàn)狀 .................................................. 1 主要研究內(nèi)容 .............................................. 3 第 2 章 凍土帶天然氣水合物形成以及微觀結(jié)構(gòu) ..................... 4 凍土帶水合物的形成 ........................................ 4 凍土帶分布情況 ........................................ 4 凍土帶厚度 ............................................ 6 凍土帶天然氣水合物的微觀結(jié)構(gòu) .............................. 9 青藏高原地質(zhì)運(yùn)動(dòng)分析 ................................. 10 幾種常見成礦模式分析 ................................. 11 第 3 章 凍土帶天然氣水合物注熱降壓開采 ........................ 15 降壓開采原理 ............................................. 15 降壓開采機(jī)理 ......................................... 15 降壓開采能量分析 ..................................... 16 注熱開采原理 ............................................. 16 注熱開采機(jī)理 ......................................... 16 注熱開采能量分析 ..................................... 17 注熱降壓結(jié)合 ............................................. 19 麥索亞哈氣田水合物開采實(shí)例 ............................... 19 麥索亞哈氣田地質(zhì)特征 ................................. 20 麥索 亞哈氣田礦藏結(jié)構(gòu) ................................. 21 麥索亞哈氣田水合物開發(fā)過程 ........................... 22 第 4 章 凍土帶天然氣水合物水力壓裂開采 ........................ 24 天然 氣水合物水力壓裂基本原理 ............................. 24 凍土帶水合物層水列壓裂裂縫形態(tài) ........................... 24 凍土帶水合物層水力壓裂前后氣體滲流規(guī)律 ................... 26 第 5 章 結(jié) 論 ................................................ 30 致 謝 ........................................................ 31 參考文獻(xiàn) ...................................................... 32 前言 1 第 1 章 前 言 研究目的及 意義 隨著常規(guī)油氣資源開發(fā)利用，人類將面臨著巨大能源危機(jī)。 中國石油大學(xué)（華東）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 凍土帶水合物有效開采方法研究 摘 要 天然氣水合物作為未來化石燃料的一種重要替代品，以其分布廣泛、資源量巨大、能量密度高、清潔無污染等諸多優(yōu)點(diǎn)為世界各國重視。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的石油儲(chǔ)備量 還可用 40年，天然氣還可用 70年，煤炭還可用 190年，作為世界上最大的發(fā)展中大國，我國能源短缺十分突出。同時(shí)借助于凍土帶水合物開采成功典型例子，麥索雅哈氣田的開發(fā)，對其開采方式進(jìn)行分析，以求一種新的開采方法。另外 ， 日本國家石油、天然氣及金屬公司 FujiiK女士介紹日本在 20xx—20xx年進(jìn)行水合物海上開發(fā)試驗(yàn) ， 20xx—20xx年進(jìn)行水合物商業(yè)開發(fā)準(zhǔn)備的有 觀計(jì)劃 [6]。至 20xx年共設(shè)立了與天然氣水合物有關(guān)的項(xiàng)目 43個(gè)。除20xx年外 基本上呈逐年增加的趨勢。 主要 研究 內(nèi)容 本課題旨在搞清凍土帶地質(zhì)特點(diǎn)，凍土帶厚度，天然氣水合物在凍土帶形成條件，以及常見的凍土帶天然氣水合物礦藏模式。據(jù)估計(jì)，冰沼土的總面積約 590 萬平方公里，占陸地總面積的 %。當(dāng) tf ? 時(shí)，多年凍土底板附近凍土溫度降低，凍土厚度會(huì)增大。這 2個(gè)因素決定了多年凍土區(qū)天然氣水合物形成的溫壓條件和儲(chǔ)藏量。 凍土層內(nèi)和凍土 層之下的溫度與深度可表示為 fff hGtt ?? 0 （ 25） ssfs hGtt ?? （ 26） 式中 ft 為凍土層內(nèi)深度為 fh 的溫度， 0t 為地表溫度， fG 為凍土層地溫梯度 (℃ /m)， st 為在凍土層之下深度為 sh 的溫度， sG 為凍土層之下沉積層的地溫梯度。由于多年凍土底板處溫度為，所以多年凍土底板深度越大，多年凍土層下天然水合物穩(wěn)定帶的下界深度越大。其內(nèi)分布著一 系列中新生代殘留盆地，如可可西里盆地、沱沱河盆地、羌塘盆地、唐古拉盆地等，它們特別