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如何開采天然氣水合物

發布日期:2006-4-29    閱讀次數:2909次    來源: 阿里巴巴化工頻道   

      目前正在研究的從水合物提取天然氣方法有三種。這些方法都使用離解這一將物質分解成其構成部分的過程。對于天然氣水合物的離解,通常需要組合釋放壓力和提升溫度的方法,以便令冰晶體結構融化,或者采用其它形式來改變和釋放其內部蘊藏的天然氣分子。
     熱噴射
      采用這一方法,可將熱量導入到水合物結構中提升物質溫度,然后促進離解。例如,采用相對溫暖的海水噴射到海底的天然氣水合物地層中。在天然氣從相應地層中釋放出來之后,即可將其開采到地面上來。
     阻化劑噴射
      特定的酒精,例如甲醇或乙二醇,可以充當阻化劑噴射到天然氣水合物底層中,改變水合物物質。阻化劑轉換水合物穩定所需的壓力和溫度條件,允許水合物離解,然后釋放出其中的甲烷。
     釋放壓力
      在某些水合物礦藏中,某些地帶中的天然氣已經處于自由狀態。如果將氣井鉆探到相應地帶,即可開采天然氣,此外還可以降低相應天然氣水合物地層中的壓力。如果壓降足以產生離解,則天然氣將從水合物地層中釋放出來,此時即可進行開采了。
      計算機模擬使用熱水和蒸汽的熱噴射表明,可以釋放出足以進行開采的天然氣。但是,這一方法的成本過高。與此類似,阻化劑方法的可行性似乎較高,但是相關的經濟和環境成本也超出了相應天然氣產量的價值。目前,比較有希望的經濟開采方式是離解。這一方法的限制在于,現有礦藏中的天然氣需要處于自由狀態,并且從天然氣水合物中開采天然氣還可能會受到在離解和開采過程中,形成冰或再次形成天然氣水合物的影響。
     其他影響
      使用上述任何方法從水合物結構中開采天然氣對其結構本身以及其周圍的區域都將會造成一定的影響。對于海底的水合物儲量而言,離解和開采需要在不破壞海床穩定性的前提下進行。
      在海底的水合物區域,已經存在沉積層受力的不均勻。這可能是由于天然氣水合物所致,并且將會令正常的沉積層在該區域內壓實。此外,任意在水合物地帶下蘊含的自由氣體也將被過度壓縮,導致該地帶邊界處的壓力驟變。類似的受力不均勻表明天然氣水合物所在的海床存在潛在的不穩定性。
      例如,已經在美國南加州的海岸處觀察到海底天然氣水合物沉積層的類似不穩定性。來自地震剖面的強烈反映表明在氣體水合物區域的基礎之上存在不均勻受力的情況。在此區域中,低于或約等于5的斜度通常表示穩定的海床。但是,眾多海下崩塌的斷崖都出現在接近穩定水合物地帶邊界的深度的位置。對于一個特別大的斷崖而言,顯示崩塌延伸了近66公里(約41英里),在該崩塌的區域中地震剖面較弱的反映表示該處可能不存在受力不均勻的情況。這也表明在該特定區域中沒有出現水合物?茖W家們的理論是,冰川期內海平面下可能的壓力變化可能已經導致該區域內的水合物離解了。隨之產生的氣體釋放觸發了從前的崩塌。從該水合物沉積層中進一步離解和開采天然氣將會面臨令類似海底地殼局部運動的風險。
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