本技术涉及天然气开采技术,特别是一种促进二氧化碳置换的天然气水合物开采方法。该技术通过有机质的利用,优化了天然气水合物的开采过程。主要步骤包括:在低温条件下,向含有天然气水合物的容器中注入有机质,以促进二氧化碳的有效置换,进而实现天然气水合物的高效开采。
背景技术
天然气水合物(NGH),即可燃冰,是由小客体分子(主要是CH4
)和水在低温高压下形成的结晶化合物。最近,在海洋沉积物和永久冻土地区发现了大量的NGH。作为一种清洁能源,开采和利用天然气有望减少碳排放和全球变暖。通过改变水合物的稳定条件,人们探索了多种开采方法,包括减压、热刺激、注入抑制剂和CH4
/CO2
置换。CH4
/CO2
替代利用了海底巨大的二氧化碳封存能力,具有几乎不损害海洋生态环境的优势。因此,它被认为是应对能源短缺、温室效应以及与其他开采方法相关的地质风险等多重挑战的一种有前途的解决方案。
CH4
/CO2
置换的自发性和可行性已在热力学和动力学中得到验。为了提高CH4
回收率和CO2
封存率,还探索了将CH4
/CO2
置换与其他方法相结合,如减压、间歇加热等。本发明研究发现,实际的CH4
/CO2
置换与含水沉积物的性质密切相关,而有机质则使这一过程更加复杂,在海洋地质环境中严禁使用有毒和破坏性添加剂,因此一些生态友好型或天然添加剂需要首先进行实验室规模试验。如前所述,有机质对水合物的形成具有明显的促进作用,而其对CH4
/CO2
交换的影响在目前的文献中鲜有报道。那么注入这些有机物无疑是未来帮助CH4
/CO2
交换的一个好选择。
因此,本发明利用有机质促进二氧化碳置换开采天然气水合物。系统研究了有机物类型和含量的影响。本发明的目标之一是阐明有机物对CH4
/CO2
置换的影响,另一个目标是筛选一些好的天然添加剂来帮助水合物相中的气体交换。发明结果将为利用CH4
/CO2
置换实际开采NGH提供有价值的见解。
实现思路