天然氣水合物試驗(yàn)性開采

天然氣水合物（可燃冰）是地球上一種尚未商業(yè)化開發(fā)的新能源，資源量十分豐富，據(jù)估算全球資源總量約為2 100兆m3，相當(dāng)于全球已探明傳統(tǒng)石化能源總量的2倍左右，主要分布在美國阿拉斯加北坡、加拿大北極、墨西哥灣北部、日本南海海槽和中國南海等區(qū)域。2012年美國、日本等合作在阿拉斯加北坡及2013年3月日本在其近海海域開展的天然氣水合物開采試驗(yàn)均取得成功，意味著天然氣水合物的開采邁出了重要的一步。

日本和阿拉斯加天然氣水合物的開采應(yīng)用了降壓開采法和二氧化碳置換法。降壓法利用儲層與井筒之間的壓力差驅(qū)動(dòng)可動(dòng)流體從儲層流向井筒，壓力迅速傳遍整個(gè)儲層，使天然氣水合物在局部區(qū)域失去穩(wěn)定性條件，導(dǎo)致天然氣水合物分解為天然氣和水。二氧化碳置換法通過向天然氣水合物沉積層中注入二氧化碳置換出天然氣，在釋放天然氣的同時(shí)，以水合物的形式埋存二氧化碳。在日本愛知縣和三重縣近海海域的開采經(jīng)過3個(gè)階段的生產(chǎn)試驗(yàn)：第1階段是通過地震調(diào)查確認(rèn)南海海槽東部地區(qū)天然氣水合物儲量并鉆勘探井；第2階段鉆探了1口生產(chǎn)井和2口監(jiān)測井，并對深水天然氣水合物儲層進(jìn)行取芯和試產(chǎn)；第3階段采用排水降壓法進(jìn)行生產(chǎn)，成功采出12萬立方米天然氣。

天然氣水合物開發(fā)前景廣闊，全球眾多國家積極投入相關(guān)研究。2013年11月，美國能源部宣布投資500萬美元資助13家單位開展7個(gè)針對天然氣水合物的研究項(xiàng)目。加拿大、日本、韓國、中國、印度、德國、新西蘭等國家也都制訂了天然氣水合物研究計(jì)劃，組織開展了資源調(diào)查、鉆探、試驗(yàn)開采以及環(huán)境影響評價(jià)等一系列研究。美國和日本計(jì)劃分別在2015年和2018年實(shí)現(xiàn)商業(yè)開采。美國國家石油委員會(huì)預(yù)測，美國將在2050年前實(shí)現(xiàn)墨西哥灣等海上天然氣水合物的大規(guī)模開采。但是，與常規(guī)油氣資源相比，天然氣水合物的開發(fā)依然面臨技術(shù)、成本和環(huán)境等多方面的難題與挑戰(zhàn)。