摘要：天然氣水合物是21世紀(jì)潛在的新能源，它正受到各國(guó)科學(xué)家和各國(guó)政府的重視，本文簡(jiǎn)介了天然氣水合物和各國(guó)對(duì)其合物資源調(diào)查和研究現(xiàn)狀。

1什么是天然氣水合物

天然氣水合物又稱(chēng)固態(tài)甲烷，它是由天然氣與水所組成，呈固體狀態(tài)，其外貌極象冰雪或固體酒精，點(diǎn)火即可燃燒，因此有人稱(chēng)其為"可燃冰"、"氣冰"、"固體瓦斯"。天然氣水合物的結(jié)晶格架主要由水分子構(gòu)成，在不同的低溫高壓條件下，水分子結(jié)晶形成不同類(lèi)型多面體的籠形結(jié)構(gòu)。其分子式為MnH2O加表示甲烷等氣體，n為水分子數(shù)）。天然氣水會(huì)物的結(jié)構(gòu)類(lèi)型有：I、11和H型。I型為立方晶體結(jié)構(gòu)、Ⅱ型為菱型晶體結(jié)構(gòu)、H型為六方晶體結(jié)構(gòu)。Ⅰ型天然氣水合物在自然界頒最廣，而Ⅱ及H型水合物更為穩(wěn)定。它是在低溫高壓條件下，由水與天然氣（主要是甲烷氣，每平方米的天然氣水會(huì)物可釋放出164立方米甲烷和0.8立方米的水）結(jié)合形成一種外觀似水的白色結(jié)晶固體，主要存在于陸地上的永久凍土帶和海洋沉積物中。

2國(guó)際上天然氣水合物資源調(diào)查、研究現(xiàn)狀

隨著世界上石油、天然氣資源的日漸耗盡，各國(guó)的科學(xué)家正在致力于尋找新的接替能源。天然氣水合物被稱(chēng)為ZI世紀(jì)具有商業(yè)開(kāi)發(fā)前景的戰(zhàn)略資源，正受到各國(guó)科學(xué)家和各國(guó)政府的重視。

自60年代開(kāi)始，俄、美、巴德、英、加等許多發(fā)達(dá)國(guó)家，甚至一些發(fā)展中國(guó)家對(duì)其也極為重視，開(kāi)展了大量的工作。

摘要：天然氣水合物是21世紀(jì)潛在的新能源，它正受到各國(guó)科學(xué)家和各國(guó)政府的重視，本文簡(jiǎn)介了天然氣水合物和各國(guó)對(duì)其合物資源調(diào)查和研究現(xiàn)狀。

1什么是天然氣水合物

天然氣水合物又稱(chēng)固態(tài)甲烷，它是由天然氣與水所組成，呈固體狀態(tài)，其外貌極象冰雪或固體酒精，點(diǎn)火即可燃燒，因此有人稱(chēng)其為"可燃冰"、"氣冰"、"固體瓦斯"。天然氣水合物的結(jié)晶格架主要由水分子構(gòu)成，在不同的低溫高壓條件下，水分子結(jié)晶形成不同類(lèi)型多面體的籠形結(jié)構(gòu)。其分子式為MnH2O加表示甲烷等氣體，n為水分子數(shù)）。天然氣水會(huì)物的結(jié)構(gòu)類(lèi)型有：I、11和H型。I型為立方晶體結(jié)構(gòu)、Ⅱ型為菱型晶體結(jié)構(gòu)、H型為六方晶體結(jié)構(gòu)。Ⅰ型天然氣水合物在自然界頒最廣，而Ⅱ及H型水合物更為穩(wěn)定。它是在低溫高壓條件下，由水與天然氣（主要是甲烷氣，每平方米的天然氣水會(huì)物可釋放出164立方米甲烷和0.8立方米的水）結(jié)合形成一種外觀似水的白色結(jié)晶固體，主要存在于陸地上的永久凍土帶和海洋沉積物中。

2國(guó)際上天然氣水合物資源調(diào)查、研究現(xiàn)狀

隨著世界上石油、天然氣資源的日漸耗盡，各國(guó)的科學(xué)家正在致力于尋找新的接替能源。天然氣水合物被稱(chēng)為ZI世紀(jì)具有商業(yè)開(kāi)發(fā)前景的戰(zhàn)略資源，正受到各國(guó)科學(xué)家和各國(guó)政府的重視。

自60年代開(kāi)始，俄、美、巴德、英、加等許多發(fā)達(dá)國(guó)家，甚至一些發(fā)展中國(guó)家對(duì)其也極為重視，開(kāi)展了大量的工作。

摘要：天然氣水合物是21世紀(jì)潛在的新能源，它正受到各國(guó)科學(xué)家和各國(guó)政府的重視，本文簡(jiǎn)介了天然氣水合物和各國(guó)對(duì)其合物資源調(diào)查和研究現(xiàn)狀。

1什么是天然氣水合物

天然氣水合物又稱(chēng)固態(tài)甲烷，它是由天然氣與水所組成，呈固體狀態(tài)，其外貌極象冰雪或固體酒精，點(diǎn)火即可燃燒，因此有人稱(chēng)其為"可燃冰"、"氣冰"、"固體瓦斯"。天然氣水合物的結(jié)晶格架主要由水分子構(gòu)成，在不同的低溫高壓條件下，水分子結(jié)晶形成不同類(lèi)型多面體的籠形結(jié)構(gòu)。其分子式為MnH2O加表示甲烷等氣體，n為水分子數(shù)）。天然氣水會(huì)物的結(jié)構(gòu)類(lèi)型有：I、11和H型。I型為立方晶體結(jié)構(gòu)、Ⅱ型為菱型晶體結(jié)構(gòu)、H型為六方晶體結(jié)構(gòu)。Ⅰ型天然氣水合物在自然界頒最廣，而Ⅱ及H型水合物更為穩(wěn)定。它是在低溫高壓條件下，由水與天然氣（主要是甲烷氣，每平方米的天然氣水會(huì)物可釋放出164立方米甲烷和0.8立方米的水）結(jié)合形成一種外觀似水的白色結(jié)晶固體，主要存在于陸地上的永久凍土帶和海洋沉積物中。

2國(guó)際上天然氣水合物資源調(diào)查、研究現(xiàn)狀

隨著世界上石油、天然氣資源的日漸耗盡，各國(guó)的科學(xué)家正在致力于尋找新的接替能源。天然氣水合物被稱(chēng)為ZI世紀(jì)具有商業(yè)開(kāi)發(fā)前景的戰(zhàn)略資源，正受到各國(guó)科學(xué)家和各國(guó)政府的重視。

自60年代開(kāi)始，俄、美、巴德、英、加等許多發(fā)達(dá)國(guó)家，甚至一些發(fā)展中國(guó)家對(duì)其也極為重視，開(kāi)展了大量的工作。

【摘要】人類(lèi)的生存發(fā)展離不開(kāi)能源。當(dāng)人類(lèi)學(xué)會(huì)使用第一個(gè)火種時(shí)便開(kāi)始了能源應(yīng)用的漫長(zhǎng)歷史。幾千年來(lái)，人類(lèi)所使用的能源已經(jīng)歷了三代，正在向第四代能源時(shí)代邁進(jìn)。主體能源的更替充分反映出人類(lèi)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步與發(fā)展。第一代能源為生物質(zhì)材，以薪柴為代表；第二代能源以煤為代表；第三代能源則是石油、天然氣和部分核裂變能源。實(shí)際上，第二代和第三代能源是以化石燃料為主體，第四代能源的構(gòu)成將可能是核聚變能、氫能和天然氣水合物。

一、天然氣水合物是人類(lèi)未來(lái)能源的希望

人類(lèi)的生存發(fā)展離不開(kāi)能源。當(dāng)人類(lèi)學(xué)會(huì)使用第一個(gè)火種時(shí)便開(kāi)始了能源應(yīng)用的漫長(zhǎng)歷史。幾千年來(lái)，人類(lèi)所使用的能源已經(jīng)歷了三代，正在向第四代能源時(shí)代邁進(jìn)。主體能源的更替充分反映出人類(lèi)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步與發(fā)展。第一代能源為生物質(zhì)材，以薪柴為代表；第二代能源以煤為代表；第三代能源則是石油、天然氣和部分核裂變能源。實(shí)際上，第二代和第三代能源是以化石燃料為主體，第四代能源的構(gòu)成將可能是核聚變能、氫能和天然氣水合物。

核聚變能主要寄希望于3He，它的資源量雖然在地球上有限（10~15t），但在月球的月壤中卻極為豐富（100-500萬(wàn)t）。氫能是清潔、高效的理想能源，燃燒耐僅產(chǎn)生水（H2O），并可再生，氫能主要的載體是水，水體占據(jù)著地球表面的2/3以上，蘊(yùn)藏量大。天然氣水合物的主要成分是甲烷（C4H）和水，甲烷氣燃燒十分干凈，為清潔的綠色能源，其資源量特別巨大，開(kāi)發(fā)技術(shù)較為現(xiàn)實(shí)，有可能成為21世紀(jì)的主體能源，是人類(lèi)第四代能撅的最佳候選。

天然氣水合物（gashydrate）是一種白色固體結(jié)晶物質(zhì)，外形像冰，有極強(qiáng)的燃燒力，可作為上等能源，俗稱(chēng)為"可燃冰"。天然氣水合物由水分子和燃?xì)夥肿訕?gòu)戚，外層是水分子格架，核心是燃?xì)夥肿樱▓D1）。燃?xì)夥肿涌梢允堑蜔N分子、二氧化碳或硫化氫，但絕大多數(shù)是低烴類(lèi)的甲烷分子（C4H），所以天然氣水合物往往稱(chēng)之為甲烷水合物（methanehydrate）。據(jù)理論計(jì)算，1m3的天然氣水合物可釋放出164m3的甲烷氣和0.8m3的水。這種固體水合物只能存在于一定的溫度和壓力條件下，一般它要求溫度低于0~10℃，壓力高于10MPa，一旦溫度升高或壓力降低，甲烷氣則會(huì)逸出，固體水合物便趨于崩解。

天然氣水合物往往分布于深水的海底沉積物中或寒冷的永凍±中。埋藏在海底沉積物中的天然氣水合物要求該處海底的水深大于300-500m，依賴(lài)巨厚水層的壓力來(lái)維持其固體狀態(tài)。但它只可存在于海底之下500m或1000m的范圍以?xún)?nèi)，再往深處則由于地?zé)嵘郎仄涔腆w狀態(tài)易遭破壞。儲(chǔ)藏在寒冷永凍土中的天然氣水合物大多分布在四季冰封的極圈范圍以?xún)?nèi)。煤、石油以及與石油有關(guān)的天然氣（高烴天然氣）等含碳能源是地質(zhì)時(shí)代生物遺體演變而成的，因此被稱(chēng)為化石燃料。從含碳量估算，全球天然氣水合物中的含碳總量大約是地球上全部化石燃料的兩倍。因此，據(jù)最保守的統(tǒng)計(jì)，全世界海底天然氣水合物中貯存的甲烷總量約為1.8×108億m3，約合11萬(wàn)億t（11×1012t）。數(shù)冀如此巨大的礦物能源是人類(lèi)未來(lái)動(dòng)力的希望。

【摘要】人類(lèi)的生存發(fā)展離不開(kāi)能源。當(dāng)人類(lèi)學(xué)會(huì)使用第一個(gè)火種時(shí)便開(kāi)始了能源應(yīng)用的漫長(zhǎng)歷史。幾千年來(lái)，人類(lèi)所使用的能源已經(jīng)歷了三代，正在向第四代能源時(shí)代邁進(jìn)。主體能源的更替充分反映出人類(lèi)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步與發(fā)展。第一代能源為生物質(zhì)材，以薪柴為代表；第二代能源以煤為代表；第三代能源則是石油、天然氣和部分核裂變能源。實(shí)際上，第二代和第三代能源是以化石燃料為主體，第四代能源的構(gòu)成將可能是核聚變能、氫能和天然氣水合物。

一、天然氣水合物是人類(lèi)未來(lái)能源的希望

人類(lèi)的生存發(fā)展離不開(kāi)能源。當(dāng)人類(lèi)學(xué)會(huì)使用第一個(gè)火種時(shí)便開(kāi)始了能源應(yīng)用的漫長(zhǎng)歷史。幾千年來(lái)，人類(lèi)所使用的能源已經(jīng)歷了三代，正在向第四代能源時(shí)代邁進(jìn)。主體能源的更替充分反映出人類(lèi)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步與發(fā)展。第一代能源為生物質(zhì)材，以薪柴為代表；第二代能源以煤為代表；第三代能源則是石油、天然氣和部分核裂變能源。實(shí)際上，第二代和第三代能源是以化石燃料為主體，第四代能源的構(gòu)成將可能是核聚變能、氫能和天然氣水合物。

核聚變能主要寄希望于3He，它的資源量雖然在地球上有限（10~15t），但在月球的月壤中卻極為豐富（100-500萬(wàn)t）。氫能是清潔、高效的理想能源，燃燒耐僅產(chǎn)生水（H2O），并可再生，氫能主要的載體是水，水體占據(jù)著地球表面的2/3以上，蘊(yùn)藏量大。天然氣水合物的主要成分是甲烷（C4H）和水，甲烷氣燃燒十分干凈，為清潔的綠色能源，其資源量特別巨大，開(kāi)發(fā)技術(shù)較為現(xiàn)實(shí)，有可能成為21世紀(jì)的主體能源，是人類(lèi)第四代能撅的最佳候選。

天然氣水合物（gashydrate）是一種白色固體結(jié)晶物質(zhì)，外形像冰，有極強(qiáng)的燃燒力，可作為上等能源，俗稱(chēng)為"可燃冰"。天然氣水合物由水分子和燃?xì)夥肿訕?gòu)戚，外層是水分子格架，核心是燃?xì)夥肿樱▓D1）。燃?xì)夥肿涌梢允堑蜔N分子、二氧化碳或硫化氫，但絕大多數(shù)是低烴類(lèi)的甲烷分子（C4H），所以天然氣水合物往往稱(chēng)之為甲烷水合物（methanehydrate）。據(jù)理論計(jì)算，1m3的天然氣水合物可釋放出164m3的甲烷氣和0.8m3的水。這種固體水合物只能存在于一定的溫度和壓力條件下，一般它要求溫度低于0~10℃，壓力高于10MPa，一旦溫度升高或壓力降低，甲烷氣則會(huì)逸出，固體水合物便趨于崩解。

天然氣水合物往往分布于深水的海底沉積物中或寒冷的永凍±中。埋藏在海底沉積物中的天然氣水合物要求該處海底的水深大于300-500m，依賴(lài)巨厚水層的壓力來(lái)維持其固體狀態(tài)。但它只可存在于海底之下500m或1000m的范圍以?xún)?nèi)，再往深處則由于地?zé)嵘郎仄涔腆w狀態(tài)易遭破壞。儲(chǔ)藏在寒冷永凍土中的天然氣水合物大多分布在四季冰封的極圈范圍以?xún)?nèi)。煤、石油以及與石油有關(guān)的天然氣（高烴天然氣）等含碳能源是地質(zhì)時(shí)代生物遺體演變而成的，因此被稱(chēng)為化石燃料。從含碳量估算，全球天然氣水合物中的含碳總量大約是地球上全部化石燃料的兩倍。因此，據(jù)最保守的統(tǒng)計(jì)，全世界海底天然氣水合物中貯存的甲烷總量約為1.8×108億m3，約合11萬(wàn)億t（11×1012t）。數(shù)冀如此巨大的礦物能源是人類(lèi)未來(lái)動(dòng)力的希望。

摘要：天然氣水合物是21世紀(jì)潛在的新能源，它正受到各國(guó)科學(xué)家和各國(guó)政府的重視，本文簡(jiǎn)介了天然氣水合物和各國(guó)對(duì)其合物資源調(diào)查和研究現(xiàn)狀。

1什么是天然氣水合物

天然氣水合物又稱(chēng)固態(tài)甲烷，它是由天然氣與水所組成，呈固體狀態(tài)，其外貌極象冰雪或固體酒精，點(diǎn)火即可燃燒，因此有人稱(chēng)其為"可燃冰"、"氣冰"、"固體瓦斯"。天然氣水合物的結(jié)晶格架主要由水分子構(gòu)成，在不同的低溫高壓條件下，水分子結(jié)晶形成不同類(lèi)型多面體的籠形結(jié)構(gòu)。其分子式為MnH2O加表示甲烷等氣體，n為水分子數(shù)）。天然氣水會(huì)物的結(jié)構(gòu)類(lèi)型有：I、11和H型。I型為立方晶體結(jié)構(gòu)、Ⅱ型為菱型晶體結(jié)構(gòu)、H型為六方晶體結(jié)構(gòu)。Ⅰ型天然氣水合物在自然界頒最廣，而Ⅱ及H型水合物更為穩(wěn)定。它是在低溫高壓條件下，由水與天然氣（主要是甲烷氣，每平方米的天然氣水會(huì)物可釋放出164立方米甲烷和0.8立方米的水）結(jié)合形成一種外觀似水的白色結(jié)晶固體，主要存在于陸地上的永久凍土帶和海洋沉積物中。

2國(guó)際上天然氣水合物資源調(diào)查、研究現(xiàn)狀

隨著世界上石油、天然氣資源的日漸耗盡，各國(guó)的科學(xué)家正在致力于尋找新的接替能源。天然氣水合物被稱(chēng)為ZI世紀(jì)具有商業(yè)開(kāi)發(fā)前景的戰(zhàn)略資源，正受到各國(guó)科學(xué)家和各國(guó)政府的重視。

自60年代開(kāi)始，俄、美、巴德、英、加等許多發(fā)達(dá)國(guó)家，甚至一些發(fā)展中國(guó)家對(duì)其也極為重視，開(kāi)展了大量的工作。

摘要：天然氣水合物是21世紀(jì)潛在的新能源，它正受到各國(guó)科學(xué)家和各國(guó)政府的重視，本文簡(jiǎn)介了天然氣水合物和各國(guó)對(duì)其合物資源調(diào)查和研究現(xiàn)狀。

1什么是天然氣水合物

天然氣水合物又稱(chēng)固態(tài)甲烷，它是由天然氣與水所組成，呈固體狀態(tài)，其外貌極象冰雪或固體酒精，點(diǎn)火即可燃燒，因此有人稱(chēng)其為"可燃冰"、"氣冰"、"固體瓦斯"。天然氣水合物的結(jié)晶格架主要由水分子構(gòu)成，在不同的低溫高壓條件下，水分子結(jié)晶形成不同類(lèi)型多面體的籠形結(jié)構(gòu)。其分子式為MnH2O加表示甲烷等氣體，n為水分子數(shù)）。天然氣水會(huì)物的結(jié)構(gòu)類(lèi)型有：I、11和H型。I型為立方晶體結(jié)構(gòu)、Ⅱ型為菱型晶體結(jié)構(gòu)、H型為六方晶體結(jié)構(gòu)。Ⅰ型天然氣水合物在自然界頒最廣，而Ⅱ及H型水合物更為穩(wěn)定。它是在低溫高壓條件下，由水與天然氣（主要是甲烷氣，每平方米的天然氣水會(huì)物可釋放出164立方米甲烷和0.8立方米的水）結(jié)合形成一種外觀似水的白色結(jié)晶固體，主要存在于陸地上的永久凍土帶和海洋沉積物中。

2國(guó)際上天然氣水合物資源調(diào)查、研究現(xiàn)狀

隨著世界上石油、天然氣資源的日漸耗盡，各國(guó)的科學(xué)家正在致力于尋找新的接替能源。天然氣水合物被稱(chēng)為ZI世紀(jì)具有商業(yè)開(kāi)發(fā)前景的戰(zhàn)略資源，正受到各國(guó)科學(xué)家和各國(guó)政府的重視。

自60年代開(kāi)始，俄、美、巴德、英、加等許多發(fā)達(dá)國(guó)家，甚至一些發(fā)展中國(guó)家對(duì)其也極為重視，開(kāi)展了大量的工作。

【摘要】人類(lèi)的生存發(fā)展離不開(kāi)能源。當(dāng)人類(lèi)學(xué)會(huì)使用第一個(gè)火種時(shí)便開(kāi)始了能源應(yīng)用的漫長(zhǎng)歷史。幾千年來(lái)，人類(lèi)所使用的能源已經(jīng)歷了三代，正在向第四代能源時(shí)代邁進(jìn)。主體能源的更替充分反映出人類(lèi)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步與發(fā)展。第一代能源為生物質(zhì)材，以薪柴為代表；第二代能源以煤為代表；第三代能源則是石油、天然氣和部分核裂變能源。實(shí)際上，第二代和第三代能源是以化石燃料為主體，第四代能源的構(gòu)成將可能是核聚變能、氫能和天然氣水合物。

一、天然氣水合物是人類(lèi)未來(lái)能源的希望

人類(lèi)的生存發(fā)展離不開(kāi)能源。當(dāng)人類(lèi)學(xué)會(huì)使用第一個(gè)火種時(shí)便開(kāi)始了能源應(yīng)用的漫長(zhǎng)歷史。幾千年來(lái)，人類(lèi)所使用的能源已經(jīng)歷了三代，正在向第四代能源時(shí)代邁進(jìn)。主體能源的更替充分反映出人類(lèi)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步與發(fā)展。第一代能源為生物質(zhì)材，以薪柴為代表；第二代能源以煤為代表；第三代能源則是石油、天然氣和部分核裂變能源。實(shí)際上，第二代和第三代能源是以化石燃料為主體，第四代能源的構(gòu)成將可能是核聚變能、氫能和天然氣水合物。

核聚變能主要寄希望于3He，它的資源量雖然在地球上有限（10~15t），但在月球的月壤中卻極為豐富（100-500萬(wàn)t）。氫能是清潔、高效的理想能源，燃燒耐僅產(chǎn)生水（H2O），并可再生，氫能主要的載體是水，水體占據(jù)著地球表面的2/3以上，蘊(yùn)藏量大。天然氣水合物的主要成分是甲烷（C4H）和水，甲烷氣燃燒十分干凈，為清潔的綠色能源，其資源量特別巨大，開(kāi)發(fā)技術(shù)較為現(xiàn)實(shí)，有可能成為21世紀(jì)的主體能源，是人類(lèi)第四代能撅的最佳候選。

天然氣水合物（gashydrate）是一種白色固體結(jié)晶物質(zhì)，外形像冰，有極強(qiáng)的燃燒力，可作為上等能源，俗稱(chēng)為"可燃冰"。天然氣水合物由水分子和燃?xì)夥肿訕?gòu)戚，外層是水分子格架，核心是燃?xì)夥肿樱▓D1）。燃?xì)夥肿涌梢允堑蜔N分子、二氧化碳或硫化氫，但絕大多數(shù)是低烴類(lèi)的甲烷分子（C4H），所以天然氣水合物往往稱(chēng)之為甲烷水合物（methanehydrate）。據(jù)理論計(jì)算，1m3的天然氣水合物可釋放出164m3的甲烷氣和0.8m3的水。這種固體水合物只能存在于一定的溫度和壓力條件下，一般它要求溫度低于0~10℃，壓力高于10MPa，一旦溫度升高或壓力降低，甲烷氣則會(huì)逸出，固體水合物便趨于崩解。

天然氣水合物往往分布于深水的海底沉積物中或寒冷的永凍±中。埋藏在海底沉積物中的天然氣水合物要求該處海底的水深大于300-500m，依賴(lài)巨厚水層的壓力來(lái)維持其固體狀態(tài)。但它只可存在于海底之下500m或1000m的范圍以?xún)?nèi)，再往深處則由于地?zé)嵘郎仄涔腆w狀態(tài)易遭破壞。儲(chǔ)藏在寒冷永凍土中的天然氣水合物大多分布在四季冰封的極圈范圍以?xún)?nèi)。煤、石油以及與石油有關(guān)的天然氣（高烴天然氣）等含碳能源是地質(zhì)時(shí)代生物遺體演變而成的，因此被稱(chēng)為化石燃料。從含碳量估算，全球天然氣水合物中的含碳總量大約是地球上全部化石燃料的兩倍。因此，據(jù)最保守的統(tǒng)計(jì)，全世界海底天然氣水合物中貯存的甲烷總量約為1.8×108億m3，約合11萬(wàn)億t（11×1012t）。數(shù)冀如此巨大的礦物能源是人類(lèi)未來(lái)動(dòng)力的希望。

摘要：隨著水下生產(chǎn)系統(tǒng)在深水氣田開(kāi)發(fā)中的廣泛應(yīng)用，監(jiān)測(cè)和控制水合物、段塞流等流動(dòng)安全問(wèn)題的流動(dòng)管理系統(tǒng)得到了發(fā)展和應(yīng)用。水下氣田流動(dòng)管理系統(tǒng)常見(jiàn)的四種操作模式為實(shí)時(shí)模式、預(yù)測(cè)模式、假定模式和培訓(xùn)模式，系統(tǒng)的主要功能包括流動(dòng)安全監(jiān)測(cè)和分析、流動(dòng)安全工況的模擬和預(yù)測(cè)，以及常規(guī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)和報(bào)警等功能。流動(dòng)安全監(jiān)測(cè)和分析功能可實(shí)現(xiàn)參數(shù)實(shí)時(shí)顯示、虛擬計(jì)量、水合物風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)與分析、段塞監(jiān)測(cè)與控制等；流動(dòng)安全工況模擬預(yù)測(cè)功能主要包括泄放工況、增輸和減輸工況、啟動(dòng)和關(guān)停工況、氣體循環(huán)工況、清管工況等的模擬與預(yù)測(cè)。對(duì)水下氣田流動(dòng)管理系統(tǒng)功能的分析和研究有助于更好地建設(shè)數(shù)字化智能氣田，為水下氣田的安全生產(chǎn)運(yùn)行提供保障。

關(guān)鍵詞：水下氣田；流動(dòng)管理系統(tǒng)；流動(dòng)安全；虛擬計(jì)量；數(shù)字化

隨著海洋石油工業(yè)的發(fā)展，水下生產(chǎn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方式得到了更加廣泛的應(yīng)用[1]，成為深水油氣田開(kāi)發(fā)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，目前其最大應(yīng)用水深接近3000m，最長(zhǎng)回接距離近150km。在國(guó)內(nèi)，水下生產(chǎn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)已經(jīng)在荔灣3-1氣田等10個(gè)油氣田成功實(shí)施[2]，并且在南海深水開(kāi)發(fā)中還將扮演更加重要的角色。在全球石油行業(yè)數(shù)字化的背景下，如何對(duì)水下生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)和流動(dòng)安全進(jìn)行有效的管理，成為一個(gè)重要的問(wèn)題，尤其是水下氣田，管道的地形起伏、高溫、高壓等一系列外界條件帶來(lái)的水下計(jì)量困難，以及水合物、段塞流、沖蝕、腐蝕等問(wèn)題為回接管道的流動(dòng)安全帶來(lái)了很大的風(fēng)險(xiǎn)。為實(shí)現(xiàn)更好的流動(dòng)管理效果，基于多相流計(jì)算原理研發(fā)了水下氣田流動(dòng)管理系統(tǒng)，在北海、亞太、墨西哥灣以及西非等多處水下油氣田生產(chǎn)中得到應(yīng)用，并得到廣泛認(rèn)可。水下氣田流動(dòng)管理系統(tǒng)主要根據(jù)氣田水下設(shè)施特性及參數(shù)建模，及時(shí)從監(jiān)測(cè)對(duì)象（井筒、管線(xiàn)、段塞流捕集器等）處的傳感器及儀表獲取數(shù)據(jù)（壓力、溫度、閥門(mén)開(kāi)度等），將采集到的輸入數(shù)據(jù)傳遞到系統(tǒng)內(nèi)開(kāi)展計(jì)算，從而計(jì)算出海底管道等水下設(shè)施相關(guān)流動(dòng)參數(shù)，監(jiān)測(cè)管道流動(dòng)狀態(tài)，并在此基礎(chǔ)上判斷和預(yù)測(cè)流動(dòng)安全風(fēng)險(xiǎn)，為生產(chǎn)作業(yè)人員提供操作建議。目前國(guó)際上比較著名的主要是OL-GAONLINE和DIGITALTWIN等系統(tǒng)。以O(shè)LGA為內(nèi)核的OLGAONLINE解決方案已成為數(shù)字化油田的重要選項(xiàng)[3]，在OrmenLange、Scarab/Saffron、Corrib、Goldeneye、CanyonExpress、Snøhvit和Shtokman等油氣田的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，由OLGAON-LINE輔助的遠(yuǎn)程作業(yè)提供了重要的支持[4]，在我國(guó)荔灣3-1氣田也正在使用。DIGITALTWIN數(shù)字孿生系統(tǒng)采用LedaFlow+K-Spice模式，其特點(diǎn)是利用LedaFlow實(shí)現(xiàn)水下管道的流動(dòng)模擬，K-Spice實(shí)現(xiàn)平臺(tái)上部工藝的模擬，并實(shí)現(xiàn)連接，模擬整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的工況[5]。此外，F(xiàn)LOWMANAGER，VIR-TUOSO等流動(dòng)管理系統(tǒng)也有較多的應(yīng)用[6]。2013年，在流花19-5氣田首次實(shí)現(xiàn)了水下虛擬計(jì)量技術(shù)的國(guó)內(nèi)應(yīng)用[5]，并于2019年在文昌10-3氣田安裝了初步的流動(dòng)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了海管監(jiān)測(cè)和水合物風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)等功能。

1常見(jiàn)操作模式

水下氣田流動(dòng)管理系統(tǒng)采用多相流動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)手段，從采集數(shù)據(jù)中通過(guò)模擬計(jì)算獲得無(wú)法直接采集的生產(chǎn)運(yùn)行信息，實(shí)時(shí)監(jiān)控診斷油氣生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)，能夠預(yù)測(cè)工況和規(guī)劃操作。同時(shí)基于采集數(shù)據(jù)和模擬結(jié)果進(jìn)行綜合分析，智能應(yīng)用以及可視化展示。運(yùn)用動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)建立實(shí)時(shí)在線(xiàn)氣田流動(dòng)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)油氣生產(chǎn)從地層到井筒再到地面工藝一體化運(yùn)行管理，防范并預(yù)警油氣生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)。水下氣田流動(dòng)管理系統(tǒng)通常會(huì)提供多種操作模式，用于滿(mǎn)足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、未來(lái)工況預(yù)測(cè)、培訓(xùn)等多種需求[7]。水下氣田流動(dòng)管理系統(tǒng)常見(jiàn)的四種操作模式見(jiàn)表1。

2主要功能

摘要:對(duì)我國(guó)石油的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,并對(duì)石油行業(yè)近期的發(fā)展趨勢(shì)做了展望,說(shuō)明了能源的轉(zhuǎn)變趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：石油現(xiàn)狀發(fā)展趨勢(shì)非常規(guī)能源開(kāi)發(fā)

引言

石油是我國(guó)重要的戰(zhàn)略資源，目前國(guó)內(nèi)的能源生產(chǎn)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足高速經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，能源進(jìn)口量持續(xù)增加，能源對(duì)外依存度在7%左右，其中石油對(duì)外依存度在43%左右。一方面，加大對(duì)常規(guī)油氣和非常規(guī)油氣的開(kāi)采力度，也要大力發(fā)展可再生能源以作為石油的替代品；另一方面，要將油氣的供應(yīng)多元化，以減少可能遇到的風(fēng)險(xiǎn)。

一．石油工業(yè)的近期展望

1．石油的現(xiàn)狀