[發(fā)明專利]陸地可燃冰開采裝置和開采方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210323221.3
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN102797447A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓中樞;陳飛鵬;陳輝煌
• 申請（專利權(quán)）人: 韓中樞
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可燃冰的開采方法，特別是涉及一種利用熱解法開采陸地可燃冰的方法，以及其采用的開采裝置。

背景技術(shù)

天然氣水合物(Natural?Gas?Hydrate，簡稱Gas?Hydrate)是20世紀(jì)科學(xué)考察中發(fā)現(xiàn)的一種新的礦產(chǎn)資源，它分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，是水和天然氣在高壓和低溫條件下混合時產(chǎn)生的一種固態(tài)物質(zhì)，外貌極像冰雪或固體酒精，點火即可燃燒，有“可燃水”、“氣冰”、“固體瓦斯”之稱，被譽為21世紀(jì)具有商業(yè)開發(fā)前景的戰(zhàn)略資源。天然氣水合物是一種新型高效能源，其成分與人們平時所使用的天然氣成分相近，但更為純凈，開采時只需將固體的“天然氣水合物”升溫減壓就可釋放出大量的甲烷氣體。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，一單位體積的天然氣水合物分解最多可產(chǎn)生164單位體積的甲烷氣體，因而其是一種重要的潛在未來資源。

據(jù)潛在會體聯(lián)合公(PGC?1981)估計，陸地永久凍土區(qū)可燃冰資源量為1.4×10¹³～3.4×10¹⁶m³，陸地上的可燃冰資源主要分布在高緯度極地永久凍土帶之下，或者大陸邊緣的斜坡和隆起處。中國是世界上第三凍土面積大國，凍土區(qū)面積達(dá)215萬平方公里，具備有利于可燃冰賦存條件和資源前景。據(jù)測算，中國南海天然氣水合物的資源量為700億噸油當(dāng)量，約相當(dāng)中國目前陸上石油、天然氣資源量總數(shù)的二分之一。我國可燃冰資源量將超過2000億噸油當(dāng)量。其中，南海海域約650億噸，位于青藏和黑龍江小興安嶺的凍土帶則有1400多億噸。其中，黑龍江可燃冰儲量全國第二，小興安嶺地帶將出現(xiàn)“冰田城市群”。

在我國，作為未來重要的新型能源礦藏——“可燃冰”將首次納入到能源規(guī)劃之中。2011年3月15日，可燃冰已經(jīng)納入“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃，加快加強勘探和科學(xué)研究，以便為未來開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。

無論是國土資源部，還是國家能源局，對可燃冰的態(tài)度都日漸明確。作為一種新型能源，可燃冰納入“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃更多的是側(cè)重于勘探和科學(xué)研究。國土資源部總工程師張洪濤曾向記者介紹，天然氣水合物又稱“可燃冰”，是由水和天然氣在高壓、低溫條件下混合而成的一種固態(tài)物質(zhì)，外貌極像冰雪或固體酒精，遇火即可燃燒，具有使用方便、燃燒值高、清潔無污染等特點，是公認(rèn)的尚未開發(fā)的最大新型能源。在2011年全國“兩會”期間，國家能源局副局長錢智民向媒體透露，天然氣水合物將在能源發(fā)展規(guī)劃中得到體現(xiàn)。而中國礦產(chǎn)資源權(quán)威人士也明確表示，在“十二五”能源規(guī)劃中，可燃冰作為一種新型資源將被納入其中。“可燃冰勘探開發(fā)是一個系統(tǒng)工程，涉及海洋地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)、流體動力學(xué)、鉆探工程等多個學(xué)科。”廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局專家說，大力開展可燃冰勘探開發(fā)研究，可帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，形成新的經(jīng)濟增長點。海底天然氣水合物資源豐富，其上游的勘探開采技術(shù)可借鑒常規(guī)油氣，下游的天然氣運輸、使用等技術(shù)都很成熟。因此，加強天然氣水合物調(diào)查評價是貫徹實施黨中央、國務(wù)院確定的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要措施，也是開發(fā)中國二十一世紀(jì)新能源、改善能源結(jié)構(gòu)、增強綜合國力及國際競爭力、保證經(jīng)濟安全的重要途徑。

可燃冰主要蘊藏在海底、陸地永久凍土帶之下，是天然氣小分子在一定條件下與水相互用形成的白色固態(tài)結(jié)晶物質(zhì)。由于可燃冰的自身特性，其與常規(guī)傳統(tǒng)型能源的開發(fā)不同。比如，煤炭在礦井下是固體，開采后仍是固體；石油在地下流體，開采后仍是流體。而可燃冰在海底、陸地深永久凍土層下理藏時是固體，在開采過程中分子構(gòu)造發(fā)生變化，從固體變?yōu)闅怏w。就是說，可燃冰在開采過程中發(fā)生了相變。

綜合各國對可燃冰開發(fā)技術(shù)大體可分為兩大類：一類是地下分解開采；另一類是地上分解開采。

地下分解開采是參考石油開采的工藝過程，首先在地層中鉆形成井筒，然后考慮如何人為地打破可燃冰穩(wěn)定存在的溫度壓力條件，將蘊藏在海底、陸地永久凍土帶之下的沉積物中的可燃冰進行分解，最后再將可燃冰或LNG采至地面。

主要包括；

①加熱法；是將蒸汽、熱水、熱鹽水或其它熱流體從地面泵入可燃冰儲層，促使溫度上升達(dá)到可燃冰的分解。

②降壓法；是通過降低壓力而引起可燃冰穩(wěn)定的相平衡曲線的移動，從而達(dá)到促使可燃冰分解的目地。

③化學(xué)劑法；將鹽水、甲醇、乙醇等化學(xué)劑從井孔泵入地層后，可以改變可燃冰形成的相平衡條件，降低可燃冰穩(wěn)定溫度，引起可燃冰的分解。