첫째, 가스 하이드레이트 평가 및 예측 기술
현재 가스 하이드레이트 평가 및 예측 기술에는 지진 기술, 로깅 기술, 지구 화학 기술 및 표지 광물법이 포함됩니다.
1. 지진 기술
지진 탐사는 현재 천연가스 수화물 탐사가 가장 많이 사용되고 가장 중요한 수단이다. 가스 하이드레이트 퇴적물의 속도는 높지만 가스 하이드레이트 퇴적물 아래의 지층은 일반적으로 탄화수소 가스 (자유 가스) 집결 지역이며 음속이 낮기 때문에 수화물 바닥 경계의 강한 음향 임피던스는 강한 반사를 발생시켜 지진 반사 단면에 독특한 반사 인터페이스를 보여줍니다. 또한 가스 수화물 안정대 경계는 대략 같은 해저 깊이에 분포되어 있고, 수화물 안정대 바닥의 반사도 해저에 대략 평행하기 때문에 이 기술의 이름은 BSR (그림 10- 10) 이다. 다중 반사 지진 기술의 광범위한 응용과 지진 데이터 처리 기술의 향상으로 BSR 은 지진 단면의 고진폭, 음극성, 해저에 평행, 해저 퇴적 구조와 교차하는 등의 특징을 쉽게 식별할 수 있다. BSR 이상의 탄화수소가스는 고체가스수화물로 존재하고 BSR 이하의 탄화수소가스는 유리가스로 존재한다는 사실이 확인됐다. BSR 은 가스 하이드레이트의 존재를 확인하는 가장 빠르고, 가장 믿을 만하며, 가장 직관적인 지구 물리학 표시이다. 지금까지 확인된 해저 가스 하이드레이트는 대부분 반사 지진 단면에서 BSR 의 인식을 통해 발견됐다.
그림 10- 10 블레이크 해령 지역 BSR 지진 단면도.
2. 로깅 기술
로깅 기술의 역할은 주로 다음과 같습니다. 1 가스 하이드레이트 및 가스 하이드레이트 함유 퇴적물의 깊이 분포 결정; ② 다공성 및 메탄 포화도 추정; ③ 드릴링 정보를 이용하여 지진과 기타 지구 물리학 데이터를 교정한다. 동시에, 측량자료도 우물점 부근의 가스수화물 주요 지층 퇴적 환경과 진화를 연구하는 효과적인 수단이다.
일반 로깅 곡선에서 가스 하이드레이트 퇴적물은 주로 다음과 같은 이상을 보였다 (그림 10- 1 1):① 저항률이 높다. ② 음향 시간차가 작다. ③ 자연 전위 진폭은 크지 않다. ④ 중성자 로깅 값이 높다. ⑤ 높은 감마 값; ⑥ 조리개 크기; ⑦ 드릴링 과정에서 눈에 띄는 가스가 쏟아져 나와 가스 실측 값이 높다.
그림 10- 1 1 가스 하이드레이트 층 로깅 응답 특성
지구 화학 기술
지구화학 기술은 해저 가스 수화물 발생 상태를 식별하는 효과적인 수단이다. 온도와 압력의 변동은 가스 하이드레이트를 분해하기 쉬우므로 얕은 해저 퇴적물에는 천연가스의 지구 화학적 이상이 존재하는 경우가 많다. 이러한 이상은 가스 하이드레이트의 가능한 위치를 나타내어 C 1/C2 와 같은 탄화수소 구성 비율과 탄소 동위원소 구성을 통해 가스의 출처를 판별할 수 있습니다. 한편, 해상 메탄전 탐지 기술의 응용은 메탄 고농도 지역을 에워싸고 가스하이드레이트의 원경 분포를 결정할 수 있다.
현재의 기술 조건 하에서, 지구 화학적 방법에 의한 가스 하이드레이트 탐사의 주요 상징은 다공성 염소 또는 염분 감소, 물의 산화 환원 전위, 황산염 함량이 낮고 산소 동위 원소 변화 등이다. 지구 화학 데이터를 분석할 때는 구체적인 실제 상황에 따라 다르게 처리하고 종합적으로 고려해야 한다.
마크 광물법
가스 하이드레이트의 존재를 나타낼 수 있는 표준형 광물은 보통 특정 성분과 형태를 가진 탄산염, 황산염, 황화물이다. 그것들은 퇴적, 성암, 표생 과정에서 성광유체가 해수, 다공수, 퇴적물과 상호 작용하여 형성된 일련의 표지형 광물이다.
해저 아래의 유체가 넘침 또는 침류 형태로 해저 근처로 들어가면 일련의 물리적, 화학적 및 생물학적 효과가 발생합니다. 포화가스를 함유한 유체가 심해에서 얕은 바다 해저로 이동했을 때, 신속하게 냉각하여 천연가스 수화물을 형성하고, 자생 탄산염암과 이 유체에 의존하는 화학에너지 자양생물군을 동반한다. 온도가 낮기 때문에 이 유체들은' 냉천' 유체라고 불리는데, 지각 심부의 고온유체와는 달리 천연가스 수화물을 찾는 가장 효과적인 표지 광물 중 하나이다.
둘째, 가스 하이드레이트 개발 기술
이미 가스하이드레이트를 형성한 지층에서 천연가스를 개발하는 것은 실제로 가스하이드레이트 분해 반응을 만족시키는 과정이다. 지층 압력을 낮추거나 온도를 높이면 가스수화물 중 메탄분자와 물 분자 사이의 판데르발력을 약화시켜 고체 가스수화물에서 대량의 메탄가스를 방출할 수 있다. 현재, 가스 하이드레이트 개발 기술은 주로 열 자극 기술, 강압 기술, 화학 억제제 기술의 세 가지가 있다.
65438+
가스하이드레이트 안정대에 파이프를 설치하고 가스하이드레이트가 함유된 지층을 가열하여 현지 저장층 온도를 높여 가스하이드레이트 분해를 일으킨다. 증기, 온수, 열염수 또는 기타 열유체는 주로 지면에서 수화물층으로 펌프되어 있으며, 걸쭉한 기름 채굴에 사용되는 화재 드라이브 방법이나 드릴 열 히터를 사용할 수도 있습니다. 전자기 가열법은 위에서 설명한 일반적인 방법보다 더 효과적이며, 걸쭉한 기름 개발에서 그 효과가 입증되었으며, 그중에서도 마이크로웨이브 가열법이 가장 효과적인 방법이다. 열 자극법의 주요 단점은 열 손실이 크고 효율이 낮으며, 어려운 점은 생성된 가스가 쉽게 수집되지 않는다는 것이다.
2. 항 고혈압 기술
기체 수화물층의 압력을 줄여 기체 수화물을 분해하다. 일반 천연가스' 캡슐' 은 시추공 내 압력 강하나 수화물층 아래 유리가스 집결층의 균형 압력 (열자극법이나 화학 시약 사용) 으로 형성되며 가스와 접촉하는 수화물이 불안정하게 되어 물과 가스로 분해된다. 강압 개발은 특히 가스하이드레이트가 기존 가스매장과 인접해 있는 경우, 고침투, 깊이가 700M 이상인 가스하이드레이트 개발에 적합하며, 이 기술은 경제가 특징이며, 설비와 값비싼 지속적인 열자극이 필요하지 않으며, 실현가능성이 높다. 단점은 효과가 느리기 때문에 원시 저장층 온도가 0 C 이하인 가스수화물 집합에는 사용할 수 없어 분해수가 냉각되어 가스층을 막을 수 없다는 것이다.
화학 억제제 기술
화학억제제 (예: 염수, 메탄올, 에탄올, 에틸렌 글리콜, 글리세린 등) 를 주입함으로써. ), 수화물 형성의 상 평형 조건을 바꾸고, 수화물의 안정 온도를 낮추고, 가스 수화물 안정대의 온도와 압력 조건을 변화시켜 일부 가스 수화물 분해를 일으킬 수 있다. 이 방법은 매우 간단하고 사용하기 편리하지만 비용이 높고 속도가 느려 고압에서 해양 수화물을 생산하기에 적합하지 않다.
상술한 방법의 사용 상황으로 볼 때, 한 가지 방법으로 수화물을 채굴하는 것은 현명하지 못한 것이다. 서로 다른 방법의 장점을 종합해야만 수화물의 효과적인 채굴을 실현할 수 있다. 강압법과 열진법의 결합은 현재 가장 존경받는 방안이다. 열진법은 기체 수화물을 분해하는 데 사용되고, 감압법은 유리가스를 추출하는 데 사용된다. 기술적 관점에서 볼 때 가스 하이드레이트 자원 개발은 가능하지만, 현재의 기술 조건 하에서는 더 경제적이고 합리적인 채굴 방안을 찾지 못했고, 가스 하이드레이트 개발은 기본적으로 검토 단계에 있다.
셋째, 가스 하이드레이트 자원의 잠재력
1. 극지방 동토층의 가스 하이드레이트
적절한 고압과 저온조건 하에서 천연가스와 물은 얼음과 같은 가연성 물질을 결합한다. 해양과 극지의 광대한 지역은 천연가스 수화물 형성 조건에 부합한다. 대량의 야외 연구에 따르면 가스 하이드레이트는 대륙 가장자리 주위의 동토대와 해저 퇴적물에 광범위하게 분포되어 있다 (그림 10- 12). 세계에는 대량의 천연가스 자원이 수화물 축적에 저장되어 있으며, 현재 예상되는 천연가스 자원 범위도 매우 넓어서 2.8× 10 15m3 부터 8×10/Klls 까지 3 개 이상의 규모급을 넘는다. 최근 추산 결과 (장회우 등, 2008) 에 따르면 전 세계 가스 하이드레이트 자원량은 약 (0.1~ 2.1) ×10/Kloc 이다 각종 추정은 모두 추측적이고 불확실하지만, 가장 보수적인 추산에도 가스 하이드레이트 자원의 탐사 잠재력은 크다. 현재 3000× 10 12m3 으로 인정받고 있습니다. 일반적으로 전 세계 가스 수화물 자원의 98% 는 해저 퇴적물에 분포되어 있으며, 단지 2% 만이 육지 영구 동토에 분포되어 있는 것으로 여겨진다.
표 10-3 글로벌 가스 하이드레이트 자원 평가
계속됨
참고: 천연가스 자원량 단위는 M 이고 표준 압력과 온도 조건은 1atm 과 20 C 입니다.
그림 10- 12 영구 동토층과 대륙 가장자리 주변의 해양 퇴적물에서 가스 하이드레이트의 실제 조사 및 예측 위치.
전 세계 극지-동토구 (북극 남극 청장고원) 육지 면적1..1×107KM2, 가스 하이드레이트 자원량은/KLOC-; McIver,1981; Trofimuk 등1977; 맥도날드,1990; 도브레닌 등 198 1). 칭하이-티베트 고원의 영구 동토층은 고원 전체 면적의 6 1% 를 차지하며 세계 영구 동토층의 7% 를 차지하며 1.588× 106 km2 에 이른다. 육상분지와 해상분지는 모두 석유가스 생성 조건과 가스수화물 형성 조건을 갖추고 있어 일정 규모의 수화물 축적을 형성할 수 있는데, 그중에는 창당 분지, 커커시리 육상분지 지역, 커커시리 분지 지역이 형성될 가능성이 있다. 첸 다복 등, 2005; 주우해 등, 2006; 육진권 등 20 10).
2. 대륙 가장자리 주변의 가스 하이드레이트
대륙 가장자리 외곽에는 수동적인 대륙 가장자리와 활성 대륙 가장자리가 포함되며, 전 세계 해양 가스 하이드레이트 자원량은 0.2× 10 15m3 에서 7.6× 10 18m3 까지 다양합니다 밀코프 등, 2003 년; Trofimuk 등1977; Klauda 등, 2005 년; Kvenvolden,1988; 맥도날드,1990; Kvenvolden 등1988; Dobrynin 등, 198 1), 주로 분포한다: ① 활동 대륙 가장자리 또는 수동적인 대륙 가장자리를 포함한 해외 분리 ② 심해 호수에서; (3) 해양 판의 내부 지역. 베링해, 오호츠크 해, 천도제도 해구, 일본해, 사국해구, 남해구, 오키나와 해구, 서남대만 성해, 동대만성해, 남해 주변 동사해구, 서사해구, 남사해구, 남사해, 술라웨시해, 오스트레일리아 북서해 동태평양의 중미 해구, 북캘리포니아-오레곤 근해, 페루 해구 서대서양, 흑고원, 멕시코만, 카리브해, 남미 동해안 밖의 근해대륙 변두리 아프리카 서해안의 근해수역, 인도양의 오만 만, 방글라데시 만, 북극의 발렌지 바다와 포퍼트 해, 남극의 로스해와 웨들해, 내륙의 흑해와 카스피 해.
중국 해역의 가스 하이드레이트
중국 해역은 수화물 자원이 풍부해 수화물을 형성하는 주요 조건은 남해 (남해의 경사면적이 1.20× 1.04 km2 보다 큼) 와 동해 (동해의 경사면적은 약 6×100 이다
BSR 의 출현에 따라 남해를 1 1 수화물 자원 원거리 관광지로 나누고 각 지역 수화물의 유효 분포 면적을 집계했다. 결국 BSR 이 남해 전체의 유효 분포 면적은 125833.2km2 로, 수화물 안정대 두께는 47 ~ 47 ~ 389m (양목장 등, 2008) 로 나타났다. 야오백초 등 (2006) 과 양목장 등 (2008) 은 남해수화물 자원량이 각각 6.435× 10 13m3, 6.9305 ×/Kloc-0 이라고 예측했다
동해의 경우 양목장 등은 해저 온도, 지온그라데이션, 해수 깊이, 염도 등의 매개변수에 따라 수화물 안정대 분포 면적은 5250km2, 안정대 두께는 50 ~ 49 1.7m 으로 계산되며, 결국 동해 수화물 자원량은 약 3.53 ×/KLOC 로 예측된다.
일반적으로 가스 하이드레이트의 분포 범위, 수화물 안정대 두께, 퇴적층의 다공성, 틈새에서 수화물의 농도, 수화물 분해 메탄의 팽창 계수를 고려하여 해저 가스 하이드레이트의 메탄 자원 양을 추정합니다. 여기서 수화물 안정대의 두께는 가스 하이드레이트 자원 평가에서 중요한 의미를 갖는다 (서 등, 1999). 가스하이드레이트 안정대는 특정 온압 조건 하에서 가스와 수화물이 상평형을 이루고 결합하여 가스하이드레이트를 형성하는 지역이다. 수심, 해저 온도 및 지온 그라데이션이라는 세 가지 중요한 매개변수에 따라 특정 지역을 결정하는 가스 수화물 안정대 두께를 계산할 수 있습니다. 이를 바탕으로 가스 수화물 탄화수소 가스 시스템의 포괄적 인 특성에 따라 높은 풍도 가스 수화물 축적을 형성 할 수있는 가능한 탐사 대상 지역이 더욱 확인되었습니다. 가장 유리한 실제 탐사 방향은 수화물 안정대 중의 극지 사암유와 해상사암유이다. 물론 천연가스의 원암질, 천연가스 공급이 충분한지 여부, 운송통로가 발달하는지 여부 등을 분석해 탐사 목표를 최종 확정해야 한다.
가스 하이드레이트는 에너지 밀도가 높고 불순물이 적으며 매장량이 큰 청정에너지이다. 천연가스 수화물을 탐사개발하고 천연가스 생산량을 늘리면 우리나라의 에너지 구조 현황을 점진적으로 바꿀 수 있을 뿐만 아니라 대량의 석탄으로 인한 환경오염을 줄여 광범위한 탐사 전망을 가지고 있다.