這個問題,我來回答!
可燃冰是甲烷與水在高溫高壓條件下生成並存在的。研究證實,將引發嚴重的環境災難,而且一離開海床便迅速分解。開採可燃冰時,只需將固體的“天然氣水合物”升溫降壓就可釋放出大量的甲烷氣體。
(2) 減壓開採法
減壓開採法是一種透過降低壓力促使天然氣水合物分解的開採方法。減壓途徑主要有兩種: ①採用低密度泥漿鑽井達到減壓目的;②當天然氣水合物層下方存在遊離氣或其他流體時,透過泵出天然氣水合物層下方的遊離氣或其他流體來降低天然氣水合物層的壓力。減壓開採法不需要連續激發,成本較低,適合大面積開採,尤其適用於存在下伏遊離氣層的天然氣水合物藏的開採,是天然氣水合物傳統開採方法中最有前景的一種技術。但它對天然氣水合物藏的性質有特殊的要求,只有當天然氣水合物藏位於溫壓平衡邊界附近時,減壓開採法才具有經濟可行性。
(3) 化學試劑注入開採法
化學試劑注入開採法透過向天然氣水合物層中注入某些化學試劑,如鹽水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等,破壞天然氣水合物藏的相平衡條件,促使天然氣水合物分解。這種方法雖然可降低初期能量輸入,但缺陷卻很明顯,它所需的化學試劑費用昂貴,對天然氣水合物層的作用緩慢,而且還會帶來一些環境問題,所以,對這種方法投入的研究相對較少。 並且新增化學劑較加熱法作用緩慢,但確有降低初始能源輸入的優點。新增化學劑最大的缺點是費用太昂貴。
(1)CO2置換開採法。
這種方法首先由日本研究者提出,方法依據的仍然是天然氣水合物穩定帶的壓力條件。在一定的溫度條件下,天然氣水合物保持穩定需要的壓力比CO2水合物更高。因此在某一特定的壓力範圍內,天然氣水合物會分解,而CO2水合物則易於形成並保持穩定。如果此時向天然氣水合物藏內注入CO2氣體,CO2氣體就可能與天然氣水合物分解出的水生成CO2水合物。這種作用釋放出的熱量可使天然氣水合物的分解反應得以持續地進行下去。
(2)固體開採法。
固體開採法最初是直接採集海底固態天然氣水合物,將天然氣水合物拖至淺水區進行控制性分解。這種方法進而演化為混合開採法或稱礦泥漿開採法。該方法的具體步驟是,首先促使天然氣水合物在原地分解為氣液混合相,採集混有氣、液、固體水合物的混合泥漿,然後將這種混合泥漿匯入海面作業船或生產平臺進行處理,促使天然氣水合物徹底分解,從而獲取天然氣。
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可燃冰也叫天然氣水合物,是有機化合物,化學式CH4。可燃冰,是分佈於深海沉積物或陸域的永久凍土中,由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質。因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒,所以又被稱作“可燃冰”(Combustible ice)或者“固體瓦斯”和“汽冰”,其實是一個固態塊狀物。天然氣水合物在自然界廣泛分佈在大陸永久凍土、島嶼的斜坡地帶、活動和被動大陸邊緣的隆起處、極地大陸架以及海洋和一些內陸湖的深水環境。可燃冰是甲烷與水在高溫高壓條件下生成並存在的。研究證實,將引發嚴重的環境災難,而且一離開海床便迅速分解。開採可燃冰時,只需將固體的“天然氣水合物”升溫降壓就可釋放出大量的甲烷氣體。
傳統開採(1) 熱激發開採法 熱激發開採法是直接對天然氣水合物層進行加熱,使天然氣水合物層的溫度超過其平衡溫度,從而促使天然氣水合物分解為水與天然氣的開採方法。這種方法經歷了直接向天然氣水合物層中注入熱流體加熱、火驅法加熱、井下電磁加熱以及微波加熱等發展歷程。熱激發開採法可實現迴圈注熱,且作用方式較快。加熱方式的不斷改進,促進了熱激發開採法的發展。但這種方法至今尚未很好地解決熱利用效率較低的問題,而且只能進行區域性加熱,因此該方法尚有待進一步完善。(2) 減壓開採法
減壓開採法是一種透過降低壓力促使天然氣水合物分解的開採方法。減壓途徑主要有兩種: ①採用低密度泥漿鑽井達到減壓目的;②當天然氣水合物層下方存在遊離氣或其他流體時,透過泵出天然氣水合物層下方的遊離氣或其他流體來降低天然氣水合物層的壓力。減壓開採法不需要連續激發,成本較低,適合大面積開採,尤其適用於存在下伏遊離氣層的天然氣水合物藏的開採,是天然氣水合物傳統開採方法中最有前景的一種技術。但它對天然氣水合物藏的性質有特殊的要求,只有當天然氣水合物藏位於溫壓平衡邊界附近時,減壓開採法才具有經濟可行性。
(3) 化學試劑注入開採法
化學試劑注入開採法透過向天然氣水合物層中注入某些化學試劑,如鹽水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等,破壞天然氣水合物藏的相平衡條件,促使天然氣水合物分解。這種方法雖然可降低初期能量輸入,但缺陷卻很明顯,它所需的化學試劑費用昂貴,對天然氣水合物層的作用緩慢,而且還會帶來一些環境問題,所以,對這種方法投入的研究相對較少。 並且新增化學劑較加熱法作用緩慢,但確有降低初始能源輸入的優點。新增化學劑最大的缺點是費用太昂貴。
新型開採(1)CO2置換開採法。
這種方法首先由日本研究者提出,方法依據的仍然是天然氣水合物穩定帶的壓力條件。在一定的溫度條件下,天然氣水合物保持穩定需要的壓力比CO2水合物更高。因此在某一特定的壓力範圍內,天然氣水合物會分解,而CO2水合物則易於形成並保持穩定。如果此時向天然氣水合物藏內注入CO2氣體,CO2氣體就可能與天然氣水合物分解出的水生成CO2水合物。這種作用釋放出的熱量可使天然氣水合物的分解反應得以持續地進行下去。
(2)固體開採法。
固體開採法最初是直接採集海底固態天然氣水合物,將天然氣水合物拖至淺水區進行控制性分解。這種方法進而演化為混合開採法或稱礦泥漿開採法。該方法的具體步驟是,首先促使天然氣水合物在原地分解為氣液混合相,採集混有氣、液、固體水合物的混合泥漿,然後將這種混合泥漿匯入海面作業船或生產平臺進行處理,促使天然氣水合物徹底分解,從而獲取天然氣。