考虑热传导开采天然气水合物藏的可行性研究：以南海神狐海域为例

现代地质 ›› 2011, Vol. 25 ›› Issue (3): 608-616.

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考虑热传导开采天然气水合物藏的可行性研究：以南海神狐海域为例

苏正^1,2,3，曹运诚^1,4，杨睿^1,2,3，张可霓⁵，吴能友^1,2,3

1中国科学院广州天然气水合物研究中心，广东广州510640；2中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室，
广东广州510640；3中国科学院广州能源研究所，广东广州510640；4中国科学院广州地球化学研究所，
广东广州510640；5北京师范大学水科学研究院，北京100875

出版日期:2011-06-22 发布日期:2011-06-23
通讯作者: 吴能友，男，研究员，１９６５年出生，海洋地质学专业，主要从事海洋地质、天然气水合物、石油天然气资源调查与研究。
作者简介:苏正，男，博士，副研究员，1980年出生，海洋地质学专业，主要从事天然气水合物、地热和盆地流体活动的数值模拟研究。 Email: suzheng@ms.giec.ac.cn。
基金资助:
国家重点基础研究计划项目（2009CB219508）；中国科学院知识创新工程重要方向项目（KGCX2-YW-805）；国家自然科学基金-广东联合基金项目（U0933004）；广东省博士启动基金项目（0909j31001）；中国科学院广州能源研究所所长基金项目（o807re）

Feasibility of Gas Production from Hydrate Reservoir Considering Heat Conduction：Taking Shenhu Area in the South China Sea as an Example

Online:2011-06-22 Published:2011-06-23

摘要/Abstract

摘要：

天然气水合物作为一种新型替代能源，如何有效开发成为当前研究的热点，热激发被认为是除降压法外天然气水合物开采的另一重要途径；然而，目前对于天然气水合物热开采效率及其经济可行性仍没有清楚的认识。本项研究构建了天然气水合物注热开采的模型，该模型经过理想简化，忽略了开采过程中热对流和压力差的影响，只考虑热作用对水合物分解的影响；进一步计算了水合物注热开采的热消耗效率和天然气的能量效益、可研究水合物开采的最大产出效率。通过对南海北部神狐海域天然气水合物藏特征以及钻井取心相关重要参数的研究，计算了天然气水合物的注热开发潜力，并通过相关参数的敏感性计算和分析研究，论证了神狐海域天然气水合物注热开采效率和可行性。研究结果显示，神狐海域水合物藏的单位长度生产井段3 a的最大累积产气量为509 m3，远低于工业开发标准。水合物热激发分解速度缓慢，注热开采水合物生产成本较高，经济效益低下；因此，基于热传导开采南海神狐海域天然气水合物不具备工业应用的可行性。

关键词: 天然气水合物, 注热开发, 数值分析, 神狐海域

Abstract:

How the gas to be effectively produced from hydrate deposits has become a hot research topic. Heat stimulation is regarded as another important way for producing hydrate besides depressurization. However, the production efficiency and economic feasibility of gas production by heat stimulation have not been clearly understood. In this paper, a model for predicting gas production from hydrate deposits by heat stimulation was developed. The model was idealized and simplified by neglecting the effects of heat convection and pressure in sediment. We computed the heat consumption efficiency and gas energy efficiency of gas production by heat stimulation, only considering effect of hydrate dissociation. This model can be used to predict the maximum production efficiency. After thorough analysis of the characteristics of hydrate reservoirs and significant parameters from drilling and sampling research, we calculated the production potential of Shenhu hydrate deposits and investigated the production efficiency and feasibility. The result shows that the maximum amount of cumulative gas production at Shenhu is about 509 m3 per meter in three years, and the production potential is much lower than the industrial criterion for marine production. Therefore, it is concluded that hydrate dissociation rate is very low, and production cost is high and economic value is low under the current production technology.Thus it is unfeasible to produce gas from Shenhu hydrate deposits only considering the thermal conduction.

Key words: gas hydrate, heat stimulation, numerical analysis, Shenhu area

苏正, 曹运诚, 杨睿, 张可霓, 吴能友. 考虑热传导开采天然气水合物藏的可行性研究：以南海神狐海域为例[J]. 现代地质, 2011, 25(3): 608-616.

SU Zheng-1, 2 , 3 , CAO Yun-Cheng-1, 4 , YANG Rui-1, 2 , 3 , ZHANG Ge-Ni-5, TUN Nai-You-1, 2 , 3. Feasibility of Gas Production from Hydrate Reservoir Considering Heat Conduction：Taking Shenhu Area in the South China Sea as an Example[J]. Geoscience, 2011, 25(3): 608-616.

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考虑热传导开采天然气水合物藏的可行性研究：以南海神狐海域为例

Feasibility of Gas Production from Hydrate Reservoir Considering Heat Conduction：Taking Shenhu Area in the South China Sea as an Example

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