刘建辉，李占东，赵佳彬

(东北石油大学海洋油气工程学院，黑龙江 大庆 163318 )

0 引言

天然气水合物又称“可燃冰”，是水和天然气气体分子在高压低温条件下形成的一种类冰状晶体物质[1-2]，常以甲烷水合物为主，其分子结构见图1。它广泛分布于深海及永久冻土带[3-5]，尽管水合物全球储量估算各有不同，但普遍认为水合物所蕴含的碳含量是化石能源的2倍之多。由于其储量大和高效无污染等特点极有可能改变现有能源结构，成为未来引领社会发展的新兴清洁能源。

图1 甲烷水合物分子结构示意图Fig.1 Schematic chart of molecular structure of methane hydrate

据现有资料报道，天然气水合物的开采方法主要有降压法、注热法、添加抑制剂法和置换法[6-8]，其中前三种方法是通过破坏水合物的相平衡使之分解进行天然气生产(图2)。置换法是将CO2气体与水合物中的天然气气体分子置换，以形成更稳定的CO2水合物，从而进行水合物的开发生产。但普遍认为，降压法是最有可能成为未来水合物高效开发的手段[9-11]。

图2 甲烷水合物相平衡破坏示意图Fig.2 Sketch diagram of the phase equilibrium destroying of methane hydrate

天然气水合物由于自身独特的物化性质使其不同于其他非常规能源的生产，且无论采用何种开发方式，开采过程中极易发生储层坍塌、天然气泄漏、井筒堵塞等问题。我国对于水合物的理论研究与实地勘探采样工作相对其他发达国家起步较晚，但是得益于国家经济的迅速发展以及“强海战略”的有力实施，逐步实现了水合物开发研究从“追赶”到“并跑”再到“领跑”的巨大飞越。……