长庆油田分公司第五采气厂 内蒙古鄂尔多斯 017300
摘要：天然气水合物是一中重要的替代资源，成为当前技术研发的一个重要方向。本文就天然气水合物的开采新技术进行了探索，并就其影响因素进行了分析。当前，在天然气开采中所使用的减压开采法、化学试剂开采及热激开采在成本、技术控制等方面存在着一定的不足，基于此而研发的二氧化碳重置法、微波加热法和水力提升法能够较好的解决这些问题。这些技术开采应用过程当中，同样面临着成藏机理不明、技术成本稍高、环境灾害等问题，有待于研究的进一步深入和技术的进一步研发。
关键词：天然气水合物；开采技术；影响
进入新世纪以来，天然气在一次性能源消费中的占比逐年攀升，工业生产和居民生活对其依赖性日益地凸显。而不可忽视的是，当前我国天然气企业所面临的资源下行压力和市场竞争压力日益地提升。通过“技术创新”实现“稳产提效”成为了当前天然气企业发展中的重要工作思路。作为天然气的重要替代资源，天然气水合物的开采成为了当前技术发展的一个重要导向，其不仅可以有效地缓解当前能源消耗的缺口，更有助于保障经济的长久发展[1]。本文将对天然气水合物的开采新技术进行总结并就其运用过程中的影响因素进行探寻以为这一能源的科学开采提供一定的参考。
1天然气水合物开采新技术
1.1二环氧化碳重置法
二氧化碳置换法是当前天然气水合物开采过程中前段的一个技术。其依据天然气水合物稳定带的压力条件而提出。在特定的温度条件下，天然气水合物的稳定态压力要比二氧化碳水合物更高。基于这一特性，能够在一定的压力范围之内实现二氧化碳水合物对于天然气水合物的替代。同时这一作用所释放的热量能够为天然气水合物的继续分解提供动能。这一开采技术的重要价值在于能够把工业生产中的二氧化碳废气进行收集而储存与海底，有效缓解温室效应的进程；另一方面能够完整地保存天然气水合物被开采后所留下的沉积层，替代物的出现保持了地层的相对稳定[2]。
1.2微波加热法
微博加热技术是在天然气水合物开采的热激发基础上所提出了一种改进技术。技术的应用中主要有加热、造缝及非热效应三大作用。在开采的过程当中，利用大功率微波源对于地层的辐射。天然气水合物接受来自微波的能量之后，能够以热的形式散耗在水合物的气藏当中，从而加速天然气水合物的分解。同时，因不同的物质的膨胀系数存在着很大的差异。因此，会导致在微波的辐射下收缩不均而产生许多地层裂缝，从而提高地藏的渗透率。
1.3水力提升法
水力提升法又称为固体开采法，是通过采矿机将海底的天然气以固态的形式开采出来。而后利用海底集矿总系统来实现对水合物的初步分离，而后利用水利将水合物提升。在提升的过程当中，受温度和压力变化的影响，水合物会得到分解进而达成开采的目的。目前这一技术在实践中仍有部分技术环节需要进一步的优化[3]。
2天然气水合物工业化开采的影响因素
2.1对成藏机理有待于研究
天然气水合物对于环境要求较为苛刻，需要在低温、高压的环境下才能够存在。同时，这一物质由与其所在的环境处在一种微妙的平衡关系当中。到目前为止，对于天然气水合物的成藏机理的研究仍未有定论，处在一个先期探索的阶段。如对海洋地区的水合物的释放量和动力学过程不是十分的了解，对其中的规律的探索也缺乏必要而稳定的数据。这成为天然气水合物开采中所面临的第一道难关。
2.2设备复杂试剂成本高昂
当前，所采用的的减压开采法在技术层面上虽简单易行，但天然气水合物的开采的速度较慢、成本较高，对于大规模的开采仍不适用。热激开采法目前只能够实现局部的加热，尚未能很好地解决技术应用中的热效率较低的问题。化学试剂法所存在的主要问题是开采中试剂的成本较高，且这些试剂对水合物的作用相对缓慢，还会衍生出一些环境问题。而后所采用的二氧化碳重置法、微波加热法和水力提升法虽在一定程度上缓解了技术应用、开采成本等问题，但仍距离工业化的大规模开采仍有一定的距离。如何解决天然气水合物的低成本开采问题成为了一种重要的瓶颈[4]。
2.3水合物层地质灾害控制
天然气水合物的开采中所面临的另一个重要问题，便是开采所带来的次生灾害。在天然气水合物的开采过程当中，天然气水合物的释放速度急剧，对分解速度的控制较难。若在开采的过程当中出现技术处置不当，则会导致水合物状态失稳后而大量释放，甲烷等气体给环境带来的深重的负担。同时，天然气水合物的分解也会同时造成岩层的空隙空间，地层结构上的变化可能会诱发岩层的流动或崩塌，叠加复杂的海况则会在很大程度上致使海平面的变化或海底地震等[5]。
结束语
天然气企业已逐步步入发展的“深水区”，转型发展是企业前行中的“灯塔”。而这转型之路注定充满坎坷，资源、市场等因素在倒逼天然气企业传统管理体系和技术体系的改革。就这一层面上出发，对天然气开采技术的创新研发和应用，将成为企业持续发展中的重要支点。传统的对天然气水合物开采中所采用的多为减压开采法、化学试剂开采及热激开采等方式，这些技术在开始的实践中或存有技术的缺陷，或存有成本的缺陷。基于这一现实而开发的二氧化碳置换法、水力提升法等能够较好地革除上述弊端，成为了当前天然气水合物开采中的新兴实用技术。
参考文献：
[1]李守定，孙一鸣，陈卫昌，等.天然气水合物开采方法及海域试采分析[J].工程地质学报，2019，27（1）：55-68.
[2]宋震，孙颖，李凯莉，等.适用于深水浅层非成岩天然气水合物固态流化开采的伞式工具[J].天然气工业，2019，39（3）：133-139..
[3]王庆毓，李鹏飞，马尚，等.天然气水合物抑制剂的分子动力学研究进展[J].高分子通报，2018，（9）：23-28..
[4]景鹏飞，胡高伟，卜庆涛，等.天然气水合物地球物理勘探技术的应用及发展[J].地球物理学进展，2019，34（5）：2046-2064.
[5]鲁晓兵，张旭辉，王淑云.天然气水合物开采相关的安全性研究进展[J].中国科学（物理学 力学 天文学），2019，49（3）：3-33.