[发明专利]陆地可燃冰开采装置和开采方法无效

专利信息
申请号: 201210323221.3 申请日: 2012-09-05
公开(公告)号: CN102797447A 公开(公告)日: 2012-11-28
发明(设计)人: 韩中枢;陈飞鹏;陈辉煌 申请(专利权)人: 韩中枢
主分类号: E21B43/24 分类号: E21B43/24
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 101199 北京市通*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 陆地 可燃 开采 装置 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种可燃冰的开采方法,特别是涉及一种利用热解法开采陆地可燃冰的方法,以及其采用的开采装置。

背景技术

天然气水合物(Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate)是20世纪科学考察中发现的一种新的矿产资源,它分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,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,外貌极像冰雪或固体酒精,点火即可燃烧,有“可燃水”、“气冰”、“固体瓦斯”之称,被誉为21世纪具有商业开发前景的战略资源。天然气水合物是一种新型高效能源,其成分与人们平时所使用的天然气成分相近,但更为纯净,开采时只需将固体的“天然气水合物”升温减压就可释放出大量的甲烷气体。在标准状况下,一单位体积的天然气水合物分解最多可产生164单位体积的甲烷气体,因而其是一种重要的潜在未来资源。

据潜在会体联合公(PGC 1981)估计,陆地永久冻土区可燃冰资源量为1.4×1013~3.4×1016m3,陆地上的可燃冰资源主要分布在高纬度极地永久冻土带之下,或者大陆边缘的斜坡和隆起处。中国是世界上第三冻土面积大国,冻土区面积达215万平方公里,具备有利于可燃冰赋存条件和资源前景。据测算,中国南海天然气水合物的资源量为700亿吨油当量,约相当中国目前陆上石油、天然气资源量总数的二分之一。我国可燃冰资源量将超过2000亿吨油当量。其中,南海海域约650亿吨,位于青藏和黑龙江小兴安岭的冻土带则有1400多亿吨。其中,黑龙江可燃冰储量全国第二,小兴安岭地带将出现“冰田城市群”。

在我国,作为未来重要的新型能源矿藏——“可燃冰”将首次纳入到能源规划之中。2011年3月15日,可燃冰已经纳入“十二五”能源发展规划,加快加强勘探和科学研究,以便为未来开发利用奠定基础。

无论是国土资源部,还是国家能源局,对可燃冰的态度都日渐明确。作为一种新型能源,可燃冰纳入“十二五”能源发展规划更多的是侧重于勘探和科学研究。国土资源部总工程师张洪涛曾向记者介绍,天然气水合物又称“可燃冰”,是由水和天然气在高压、低温条件下混合而成的一种固态物质,外貌极像冰雪或固体酒精,遇火即可燃烧,具有使用方便、燃烧值高、清洁无污染等特点,是公认的尚未开发的最大新型能源。在2011年全国“两会”期间,国家能源局副局长钱智民向媒体透露,天然气水合物将在能源发展规划中得到体现。而中国矿产资源权威人士也明确表示,在“十二五”能源规划中,可燃冰作为一种新型资源将被纳入其中。“可燃冰勘探开发是一个系统工程,涉及海洋地质、地球物理、地球化学、流体动力学、钻探工程等多个学科。”广州海洋地质调查局专家说,大力开展可燃冰勘探开发研究,可带动相关产业发展,形成新的经济增长点。海底天然气水合物资源丰富,其上游的勘探开采技术可借鉴常规油气,下游的天然气运输、使用等技术都很成熟。因此,加强天然气水合物调查评价是贯彻实施党中央、国务院确定的可持续发展战略的重要措施,也是开发中国二十一世纪新能源、改善能源结构、增强综合国力及国际竞争力、保证经济安全的重要途径。

可燃冰主要蕴藏在海底、陆地永久冻土带之下,是天然气小分子在一定条件下与水相互用形成的白色固态结晶物质。由于可燃冰的自身特性,其与常规传统型能源的开发不同。比如,煤炭在矿井下是固体,开采后仍是固体;石油在地下流体,开采后仍是流体。而可燃冰在海底、陆地深永久冻土层下理藏时是固体,在开采过程中分子构造发生变化,从固体变为气体。就是说,可燃冰在开采过程中发生了相变。

综合各国对可燃冰开发技术大体可分为两大类:一类是地下分解开采;另一类是地上分解开采。

地下分解开采是参考石油开采的工艺过程,首先在地层中钻形成井筒,然后考虑如何人为地打破可燃冰稳定存在的温度压力条件,将蕴藏在海底、陆地永久冻土带之下的沉积物中的可燃冰进行分解,最后再将可燃冰或LNG采至地面。

主要包括;

①加热法;是将蒸汽、热水、热盐水或其它热流体从地面泵入可燃冰储层,促使温度上升达到可燃冰的分解。

②降压法;是通过降低压力而引起可燃冰稳定的相平衡曲线的移动,从而达到促使可燃冰分解的目地。

③化学剂法;将盐水、甲醇、乙醇等化学剂从井孔泵入地层后,可以改变可燃冰形成的相平衡条件,降低可燃冰稳定温度,引起可燃冰的分解。

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