为什么开采这么难?
海洋极为丰富的可燃冰给人们极大的兴奋,但是开采很难,就像嘴巴前面挂块肥肉,想吃却吃不到,为什么呢?
天然气开采的难易程度依次为常规天然气→致密气→煤层气→页岩气→天然气水合物,其原因是孔隙和基质渗透率不一样,常规天然气储集层的孔隙>10%、基质渗透率10~1000mD(毫达西),只要井筒伸到储集层,天然气就一路欢歌涌向井筒;页岩气表现就差些,非要裂缝所到之处才慢慢溢出,所以采收率很低。可燃冰基本上没有孔隙,只是表面的天然气才懒洋洋逸出,采出率更低了。
可燃冰的开采与其他天然气不同,不能酸化压裂打开裂缝,可燃冰开采有独特的方法,从图2可以看出,只要温度增加或压力降低,就可以释放出天然气。
目前,从天然气水合物中提取天然气的方法主要有三种:
⑴热激发法。热激发法是将水蒸气、热水、热盐水或其它热流体泵入水合物地层,也可采用开采重油时使用的火驱法或利用钻柱加热器。其缺点是造成大量的热损失,效率很低。特别是在永久冻土区,即使利用绝热管道,永冻层也会降低传递给储集层的有效热量。
⑵化学药剂激发法。有些化学药剂如盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等可以改变水合物形成的相平衡条件,降低水合物稳定温度。将上述化学药剂泵入水合物层内,就会引起水合物的分解。此法较热激发法作用缓慢,且费用太昂贵。在海洋中由于水合物的压力较高,因而不宜采用此法。
⑶减压法。通过降低压力来引起天然气水合物稳定的相平衡曲线移动,从而达到促使水合物分解的目的。一般是通过在水合物层下的游离气聚集层中,“降低”天然气压力或形成一个天然气“囊”(由热激发或化学药剂的作用人为形成),使与天然气接触的水合物变得不稳定并且分解为天然气和水。开采水合物层下的游离气是降低储层压力的一种有效方法,此外,通过调节天然气的提取速度可以达到控制储层压力的目的,进而达到控制水合物分解的效果。减压法的优点是不需要昂贵的连续激发,但只使用减压法开采天然气水合物速度很慢。目前,还找不到其他先进的方法了。
从媒体可以看到“日本在世界上首次开采出海底可燃冰”,那是忽悠人的,不外乎是减压法,开采成本极高,都处于试验阶段,没有工业化。2013年初,曾有“可燃冰技术突破让日本激动”的报道,现在没有发现继续激动了。
目前开采的最大难点是保证井底稳定,使甲烷气不泄漏、不引发温室效应。天然气水合物气藏的最终确定必须通过钻探,其难度比常规海上油气钻探要大得多,一方面是水太深,另一方面由于天然气水合物遇减压会迅速分解,极易造成喷射。
可燃冰引发地质灾难
开采可燃冰如果付出的能量还不抵获得的能量,开采可燃冰就没有经济价值了。热激发法只是在冰表面缓慢融化,付出的热量太多;化学药剂激发法污染环境太严重,把鱼喂得醉醺醺,当然不允许。只剩下减压法了,虽然可取,但成本高生产速度缓慢。
更糟糕的是,可燃冰开采可能引发地质灾难。地质灾难是指开采可燃冰时,当其地层温度或压力发生变化时,可燃冰将由固体变成气体从地层中释放出来,对环境造成影响,甚至灾害。
有种假说叫做“可燃冰喷射假说(clathrategunhypothesis)”。这个假说是指大海温度上升和/或海平面下降触发了蕴藏在海底和冻土层中的天然气水合物爆发性释放的一种假说。因为甲烷本身就是一种强劲的温室气体,当它逸出时,它将导致温度进一步升高,并搅动可燃冰,这实际上是启动了一个失控的不可逆的过程,一旦发生犹如枪口连续发射。“可燃冰喷射假说”提出,当发生“喷射”时,可能导致在人类的寿命时间尺度内会突发性失控变暖,恢复到二叠纪-三叠纪恐龙灭绝时期。
现在让我们看电视片“大灾难之甲烷爆炸”,描写了全球的灾难,可燃冰爆炸是目前可用的核武器爆炸的1万倍,造成地球物种灭绝。不要轻易否认它是错的,研究者的确担心潜伏在海洋底部的甲烷爆炸,这就是人们一直不动可燃冰的原因。 3/4 首页 上一页 1 2 3 4 下一页 尾页 |