천연가스 수화물 자원 추출 방법 연구

전통적인 채굴 방식

(1) 열 유도 채굴 방식 열 유도 채굴 방식은 천연가스 하이드레이트 층을 직접적으로 가열하여 천연가스 하이드레이트 층의 온도를 그 온도보다 높게 만드는 방법입니다. 평형 온도 이 방법은 천연가스 수화물이 물과 천연가스로 분해되는 것을 촉진합니다. 이 방법은 천연가스 수화물 층에 뜨거운 유체 가열을 직접 주입하는 방법, 화재 홍수 가열, 다운홀 전자기 가열 및 마이크로파 가열 등의 개발 과정을 경험했습니다. 열 자극 채굴 방식은 주기적 열 주입을 실현할 수 있으며 작동 모드가 빠릅니다. 가열 방식의 지속적인 개선으로 인해 열 유도 채굴 방식의 개발이 촉진되었습니다. 그러나 이 방법은 아직까지 열 이용 효율이 낮다는 문제를 해결하지 못했고, 국부적인 가열만 가능하므로 더욱 개선이 필요한 실정이다.

(2) 감압 채굴 방식 진공 채굴 방식은 압력을 감소시켜 천연가스 수화물의 분해를 촉진하는 채굴 방식이다. 압력을 낮추는 두 가지 주요 방법이 있습니다. ① 저밀도 머드 드릴링을 사용하여 압력 감소를 달성합니다. ② 천연가스 수화물 층 아래에 ​​유리 가스 또는 기타 유체가 있는 경우 아래의 유리 가스 또는 기타 유체를 펌핑하여 압력을 줄입니다. 천연가스 수화물 층 가스 수화물 층의 압력. 감압 채굴 방식은 지속적인 여기가 필요하지 않고 비용이 저렴하며 특히 기본 가스층이 있는 천연가스 수화물 저장소의 채굴에 적합합니다. 전통적인 기술 중에서 가장 유망한 기술입니다. 천연가스 수화물 채굴 방법. 그러나 천연가스 수화물 저장소의 특성에 대한 특별한 요구 사항이 있습니다. 천연가스 수화물 저장소가 온도 및 압력 평형 경계 근처에 위치하는 경우에만 진공 채굴 방법이 경제적으로 가능합니다.

(3) 화학 시약 주입 채굴 방식 화학 시약 주입 채굴 방식은 천연가스 수화물층에 브라인, 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 글리세롤 등 특정 화학 시약을 주입해 천연가스 수화물층을 파괴하는 방식이다. 가스 하이드레이트 층. 천연가스 하이드레이트 저장소의 상평형 조건은 천연가스 하이드레이트의 분해를 촉진합니다. 이 방법은 초기 에너지 투입량을 줄일 수 있지만 필요한 화학 시약이 비싸고 천연가스 수화물 층에 미치는 영향이 느리며 일부 환경 문제를 야기한다는 단점이 있습니다. 따라서 이 방법은 현재 상대적으로 연구가 부족합니다. 그것에 들어갔습니다.

새로운 채굴 방법

(1) CO2 대체 채굴 방법. 이 방법은 일본 연구진에 의해 처음 제안되었으며, 여전히 가스 하이드레이트 안정대의 압력 조건을 기반으로 하고 있습니다. 특정 온도 조건에서 천연가스 수화물이 안정을 유지하는 데 필요한 압력은 CO2 수화물보다 높습니다. 따라서 특정 압력 범위 내에서 천연가스 수화물은 분해되는 반면, CO2 수화물은 형성되기 쉽고 안정적으로 유지됩니다. 이때, 천연가스 하이드레이트 저장소에 CO2 가스를 주입하면, CO2 가스는 천연가스 하이드레이트에서 분해된 물과 결합하여 CO2 하이드레이트를 형성할 수 있다. 이 작용으로 방출되는 열은 천연가스 수화물의 분해 반응을 계속하게 합니다.

(2) 고체 채굴 방법. 고체 채굴 방식은 초기에 해저에서 고체 천연가스 수화물을 직접 수집하고, 천연가스 수화물을 얕은 수역으로 끌어와 분해를 제어합니다. 이 방법은 혼합 채굴 또는 슬러리 채굴로 발전했습니다. 이 방법의 구체적인 단계는 먼저 천연가스 하이드레이트를 현장에서 기액 혼합상으로 분해를 촉진하고, 가스, 액체, 고체 수화물이 혼합된 혼합 머드를 수집한 후 이 혼합 머드를 해수면 작업에 도입하는 것입니다. 처리를 위한 선박 또는 생산 플랫폼, 천연가스 수화물의 완전한 분해를 촉진하여 천연가스 획득

전형적인 채굴 연구 사례

메소야하 가스전에서 천연가스 수화물 개발

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메소야하 가스전은 1960년대 후반에 발견되었으며 천연가스 수화물 저장소가 상업적으로 이용된 최초이자 지금까지 유일한 가스전입니다. 가스전은 구소련 서부 시베리아 북서부에 위치하고 있으며, 가스전 지역의 다년생 동토층 두께가 500m 이상으로 천연가스 하이드레이트 발생에 유리한 조건을 갖추고 있습니다. 메소야하 가스전은 기존 가스전으로, 가스전의 천연가스는 암암을 통해 이동하며, 유리한 환경 조건에서는 가스전 위에 천연가스 수화물층이 형성됩니다. 이 가스전의 가스 수화물 저장소는 먼저 감압을 통해 실수로 추출되었습니다. 천연가스 수화물 저장소 아래에 있는 기존 천연가스를 활용함으로써 천연가스 수화물 층의 압력이 낮아지고 천연가스 수화물이 분해됩니다. 나중에 천연가스 수화물의 추가 분해를 촉진하고 가스 생산을 유지하기 위해 메탄올, 염화칼슘과 같은 화학적 억제제를 의도적으로 천연가스 수화물 저장소에 주입했습니다.

매켄지 델타 지역에서 천연가스 하이드레이트 시험 생산

매켄지 델타 지역은 캐나다 북서부, 추운 북극 환경에 위치하고 있으며 생성 및 보존에 유리한 조건을 갖추고 있습니다. 천연가스 수화물. 이 분야의 천연가스 수화물 연구는 오랜 역사를 가지고 있습니다. 1971~1972년 초 이 지역에 기존 탐사정인 Mallik L238을 시추하던 중 영구동토층 아래 800~1100m 구간에서 우연히 천연가스 수화물이 존재한다는 증거가 발견됐다. 1998년에는 특별히 우물을 시추했다. 천연가스 수화물 탐사를 위해 Well Mallik 2L238은 897~952m 구간에서 천연가스 수화물을 발견하고 천연가스 수화물 코어를 추출했습니다. 2002년에 전 세계적으로 주목을 받은 가스 하이드레이트 시험 생산 연구가 매켄지 델타 지역에서 시행되었습니다.

이번 프로젝트에는 캐나다 지질조사국, 일본석유공사, 독일 지질연구소, 미국 지질조사국, 미국 에너지부, 인도가스공급회사, 인도석유가스공사 등 5개국 9개 기관이 공동으로 참여하고 있다. 이번 투자는 이 분야 역사상 최초의 가스하이드레이트 생산시험이자, 세계 최초의 대규모 천연가스하이드레이트 공동시험생산 연구이기도 하다.

알래스카 북사면 천연가스하이드레이트 생산시험

미국 알래스카 북부 프루도베이-쿠팔룩 강 유역은 알래스카 북사면에 위치하고 있다. 1972년 Arco Petroleum Company와 Exxon Petroleum Company는 Prudhoe Bay 유전의 기존 유정 및 가스정을 시추하면서 664~667m 구간에서 천연가스 수화물 코어를 생산했습니다. 이후 알래스카 북부 경사면 지역에서 다수의 가스하이드레이트 연구가 진행됐다. 이를 바탕으로 2003년 이 지역에서 획기적인 천연가스 하이드레이트 시험생산 연구사업이 추진됐다. 이 프로젝트는 Anadarko Petroleum Company, Noble Company, Mau2rer Technology Company 및 미국 에너지부의 메탄 수화물 연구 개발 프로그램이 공동으로 시작했습니다. 목표는 천연가스 수화물 연구 및 테스트 생산 유정인 Hot Ice 1 Well을 시추하는 것입니다. . 이는 알래스카 북부 경사면 지역에서 가스 하이드레이트 연구 및 시험 생산을 위해 특별히 시추된 최초의 탐사정입니다.