天然气水合物开采理论及开采方法分析
第43卷第11期 当 代 化 工 Vol. 43，No.11 2014年11月 Contemporary Chemical Industry November，2014
收稿日期： 2014-04-20 作者简介： 刘俊杰（1989-），男，山西晋中人，硕士学位，研究方向：天然气水合物生成与分解动力学研究。E-mail：1070658917@https://www.wendangku.net/doc/6c10083423.html,。
天然气水合物开采理论及开采方法分析
刘俊杰，马贵阳，潘 振，刘培胜
（辽宁石油化工大学 石油天然气工程学院，辽宁 抚顺 113001）
摘 要：天然气水合物在地球上含量巨大，是未来极具开发潜力的清洁不可再生自然资源，虽然其含量巨大令研究者感到振奋，但是目前为止任未有一套真正意义上成熟完整的天然气水合物开采理论。在前人基础上总结分析了传统的天然气水合物开采机理，并叙述了一些新型的天然气水合物开采设想。通过分析比较提出了水合物大规模开采需要采用联合开采设想。同时，也叙述了天然气水合物若开采不当，则可能带来的最严重后果——温室效应加剧。最终，提出开采前，需要结合地质勘探技术，获得开采层区域三维实景数据图，防止因意外坍塌而导致的天然气泄漏。
关 键 词：天然气水合物； 开采理论； 未来开采模式； 地质勘探三维实景图
中图分类号：TE 357 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2014）11-2293-04
Analysis on the Mining Theory and Methods of Natural Gas Hydrate
LIU Jun-jie ，MA Gui-yang ，P AN Zhen ，LIU Pei-sheng
（College of Petroleum and Natural Gas Engineering, Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001, China ）
Abstract : Natural gas hydrate, which is widely distributed in nature, is a kind of potential clean and nonrenewable natural resource in the future. But, a set of relatively complete theory about its production process is still not formed so far. In this paper, the traditional natural gas hydrate production mechanism was summed up and analyzed, and the assumption of some new types of natural gas hydrate exploitation methods was described. Through comparing and analyzing, the idea about natural gas hydrate large-scale mining was put forward: the combined mining modes should be adopted. Meanwhile, it’s pointed out that improper exploitation of natural gas hydrate maybe causes the most serious consequence, the greenhouse effect worsening. Finally, in order to prevent accidental collapse to trigger natural gas leak, three-dimensional imaging data of mining area should be got by combining with the geological exploration technology.
Key words : Natural gas hydrate ；Mining theory ；Mining prospect ；3D realistic terrain scene of geologic prospecting
毋庸置疑，天然气水合物作为一种储量极大的清洁不可再生能源物质，其开采价值值得世界各国科学家、学者去关注。但是目前为止任未有一套真正意义上完整的天然气水合物开采理论，多数开采方法尚处于理论概念和实验研究阶段，用于商业实用价值任有一段距离。
天然气水合物在研究上大致经历了三个阶段：第一阶段：英国科学家Davy 于1810年首次在实验室发现天然气水合物开始到20世纪30年代初，这一阶段，对水合物研究仅仅停留在实验室研究阶段，仅仅以一种普通物质研究，此时并未涉及能源领域；
第二阶段：
1934年美国Hammerchmidt 发表了关于水合物造成输气管道堵塞数据后，科学家们开始深刻认识水合物形成对输气管道的不利影响，对水合物结构、相平衡、生成与分解条件有了深刻认识，这一阶段科学家致力于如何防止水合物生成；第三阶段：从20世纪60年代开始，对水合物研究进入
了全新阶段——把天然气水合物作为一种能源物质研究，这一阶段的开端是前苏联特罗菲姆科发现了天然气的一个特性：天然气可以可以形成水合物以固态形式存在于地壳岩石圈中，并形成稳定的矿藏，此后世界第一个天然气水合物矿藏——麦索亚哈气田的发现、勘探与开发标志这一新阶段的意义，在这一开采中“偶然间”形成了后面将会提到的传统水合物开采方法：降压法［1］
。
我国对天然气水合物开采研究比较晚，与国外相比处于起步阶段，我国是20世纪80年代末开始进行水合物研究的，可喜的是我国近些年来在天然气水合物研究与开采方面也取得了丰硕的成果［2］
。
1 天然气水合物开采理论
由于天然气水合物与传统能源物质在开采相态和能源利用形式上有所不同，其开采方法有其自身的特点。煤炭在矿井下是固体，开采出来任是固