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天然气水合物反应装置如何强大
更新时间：2020-12-12
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天然气水合物通常是在高压、低温条件下由轻烃、二氧化碳等小分子与水形成的似冰状结晶物质。天然气水合物主要具有4大特点：一定的形成条件，能量密度大，分布广泛，储量大。单位体积的天然气水合物会生成164体积的的天然气，其能量密度较石油、煤炭等大得多；已知的天然气水合物主要分布于陆地冻土区与海底，总量可达7.6×1018m3。 由于天然气水合物是一种巨大的潜在能源，近几十年来天然气水合物的勘探与开发是范围内的研究热点，如何对天然气水合物资源进行安全和高效的开采是各国关注的核心问题。
我国分别在2007年与2013年在南海海底成功获取天然气水合物样品，并于2017年成功试采。试采工程的顺利进行与成功，表明了我国具有开发潜力巨大的天然气水合物资源。但是，我国南海水合物储藏具有弱胶结、非成岩与易碎化等特点，相较于常规油气资源储藏不具备岩石骨架，在开采天然气水合物的过程中容易造成地质灾害。目前主要的天然气水合物开采思路有降压、热激、注化学试剂与CO2置换等等，但对于我国南海天然气水合物储藏，这些方法具有一定的局限性：降压法长期开采易引发水合物二次生成与冰的生成；热激方式热损耗大，井筒加热半径小；注化学试剂成本高，且容易污染环境；CO2置换作用慢，开采周期长；同时，我国南海天然气水合物储层低渗透的特点，无法满足这四种开采思路对高渗透性的要求。因此，针对我国的天然气水合物储层特性，探索新式的开发思路很有必要。
高压水射流法是一种较为成熟的能源开采技术，在环境污染、能源利用率等方面均具有优势。由于该方法能有效提高采矿速率、降低开采成本，在传统能源开采施工中得到了广泛的研究与应用。在水合物资源开采的研究过程中，陈晨、高文爽等人结合了高压水射流法与热效应的作用，提出高压热射流开采法。在利用高压射流切削天然水合物的同时，热激水合物以提高其分解率，达到了高运输速率、高热能利用率的目的。随后，水合物射流破碎固态流化开采技术经周守为等人提出，成功应用在2017年5月我国南海神狐海域的天然气水合物的试采工程中，同时，说明我国南海天然气水合物储藏特性能够满足水射流冲蚀破碎的条件。此次试采工程证明了水射流冲蚀破碎天然气水合物是一种潜力大、具有可行性的新型天然气水合物开采思路，具有重要的研究价值与意义。
水射流切割、破碎天然气水合物是高压射流开采水合物方法的关键工艺，水射流破碎天然气水合物储层的效率直接关系到开采效率，因此探究射流破碎天然气水合物的过程与机理具有重要意义，但适合的物理模拟实验系统是研究射流破碎天然气水合物过程与机理的前提。
