天然气水合物储运天然气技术

戴晓东

摘要：天然气的使用率随着社会经济的发展在逐渐增加，已经成为目前生活、生产的主要能源，与它类能源相比对大气环境的没有明显影响。其运输存储技术是成为天然气使用前的关键环节，本文将对此技术进行分析。

关键词：天然气；储运；技术发展

以往的社会经济发展对环境造成了较为严重的影响，当下我国正在大力提倡清洁型能源的使用，天然气使用量随之增加，但是天然气是通过储运进行供应的，所以加强其储运技术对天然气的稳定、高效运输至关重要。

一、天然氣水合物储运技术

天然气水合物储运技术就是通过利用其巨大的储气能力，将天然气和水在高温条件下进行融合，产生的晶体化合物。水合物的储气能力受到诸多外界环境的影响，比如：压力、生成方式、温度等都是影响水和指数的因素。研究与实践表明，甲烷为主的天然气在进行水合物融合时，176m3的甲烷可以储存进1m3的水合物中。因水合物的储存能力强、储存条件不高，所以在天然气储运技术中受到重视程度不断增加。

二、发展现状

我国现阶段较为常用的天然气储运技术有液化天然气输送、管道输送、压缩天然气输送三种。它们各具特点，也有其适用范围。（1）在我国内陆地区常采用管道输送的方式进行天然气传输，此方法需要大量的资金投入，但具有经济效益好、安全性高的优点。我国最大的管道天然气运输就是“西气东输”工程，其建设长度约4200千米，预设输气量是120×108m3，总投资金额高达1400亿元，这类天然气储运方式是国家进行的能源宏观调控产物。（2）海上天然气运输主要通过液化方式进行，就是将天然气在超低温、常压下进行液化，液化后的天然气体积为原来的1/600。此项技术的资金花费主要在将天然气进行液化处理与维持天然气液化形态上，其设备的投资与运营成本都较高。（3）天然气在常规压强下进行储运的方式称为压缩天然气储运，此方法多数应用于天然气的短途运输中，它的运输方式较为灵活，但是要求运输途中的气压一直维持在25MPa的高压状态，为降低其运输途中发生危险的几率。因此对制造容器材质要求非常严格，所以容器的制造成本也较高。

在我国，天然气水合物储运技术的侧重点在如何提高其生成速度与储气密度上。中石油大学发现水和2—甲基咪唑锌盐经过缓和产生的水合物，在吸附与水合的共同作用之下，储气密度值已经达到220之上，超过了原有的176数值。相关研究表明，水合物的最大储气密度与压缩天然气的较为接近。一般都是通过加入多孔介质和表面活性剂来满足增加密度的需要，但是也增加了天然气的杂质，对增加后期天然气的处理费用和储运成本。水合物生成速度的加快都是通过加大液压接触面积的方式来进行的，一般采取的是喷雾、搅拌、鼓泡等进行不同尺度的加大。水合物在搅拌过程中需要一直维持在均速的状态下，其水数间隙量与储气密度密切相关，间隙量加大，密度会降低。提升水合物生成速度的相关设备资金投入大，会增加储运成本[1]。

三、发展前景

综上所述，结合相关实验研究的数据结果，证明水合物储运技术与液化天然气输送、管道输送、压缩天然气输送相比，具有明显的优势，其发展前景是比较大的。它为天然气运输提供出第四种储运方式，且安全性较高、储运条件较低，同时它对运输处理技术不敏感，通过井口气体的压力就能维持其水合物的高压低温条件，实现正在天然气压缩处理时的节能减排。通过对我国天然气现状的发展及规划进行分析，可以从以下几个方面将水合物储运应用进天然气运输中。

1.常规天然气

水合物储运技术应用于常规天然气开采与存储时，可以实现对陆地边远小气田、海上管道铺设成本较高的气田进行开采，具有开采成本少、产量高的优点。对这类常规天然气田进行水合物储运技术，比它类方式更为合理，满足开采量的同时减少财力、物力的投入。

2.页岩天然气

在页岩天然气领域，我国目前已经取得了一定的进步，页岩天然气在开采之初具有高产的优点，但同时它含气量也会迅速降低，相对于常规天然气而言，它的产量时间较长而且相对稳定。许多页岩天然气在开采初期，因为产量大，设备相对也是较大的，造成设备在后期稳产阶段的闲置问题。水合物储运技术在此时可以作为辅助进行常规输送，所以在计算页岩天然气的运输能力时，可以在设计管网的初期，将能力不充足的情形下的储运，采取移动式水合物生产储运技术加固其储运能力。

3.煤层天然气

我国煤层气的分布较为分散且地域分布不平衡，但是其储量较大，其中以小型煤层气田为主，只有极少地区实现了集输管网来输送此类天然气，多数都是直接将其烧掉，造成天然气投资者对此项目的开发利用不够了解，将水合物储运技术应用于煤层气的开发中，以便捷的集输方式提高煤层气开采量。

4.天然气水合物

我国的天然气水合物资源储蓄量巨大，其中陆地资源与海洋资源的水合物含量都是比较大的，相当于我国具备一个超大型的常规天然气宝藏。如表1。针对我国没有埋设油气管线的地方，可以将水合物储运技术作为初期的天然气集输方式，减轻天然气开发过程中对陆地冻土地区的自然生态环境的破坏。

5.偏远地区的天然气供应

我国的偏远地区和广阔的农村地区，近几年也开始使用天然气，在对这些区域进行天然气集输时，水合物储运技术对天然气的储运压力要求远低于压缩天然气，其储气的温度条件与常温相近，方便储运。同时水合物天然气的安全性比液态天然气和压缩天然气高，更加合适于居民的生活用气需求。在日本已经实现通过水合物储罐对偏远地区进行供气的试验，所以此项技术应用于我国的农村与偏远地区，可行性是非常高的。

四、天然气在浙江的分布

目前浙江省内的天然气利用主要分布在浙北地区，浙南、浙中、浙西地区天然气利用相对较少，受用气区域不平衡影响，浙北地区迎峰度冬、迎峰度夏及重大活动等天然气保供期间，时常出现天然气供气不足的现象。针对此问题，一方面提高管网气源点天然气压力，来提高天然气输送距离，另一方面，通过天然气管网的清管作业，减少管网输气阻力，提高天然气输送效率。在浙北地区天然气输送中，采用水合物储运技术对天然气进行储运，利用LNG作为补偿气源，可以大大提升其天然气的使用效率，同时还能节省运输成本，于天然气公司而言，可实现公司经济效益最大化。

结语：

天然气在我国的大力推广是符合国家建立新能源战略目标的，加大其在社会能源中的占有比例。为保障天然气工业的发展效率，需要增加其储运技术，其中水合物天然气储运技术成为最具发展潜力的天然气储运方式。

参考文献

[1]巩艳，林宇，汝欣欣，et al.天然气水合物储运天然气技术[J].天然气与石油，2010，28（2）：4-7.

（作者单位：浙江浙能天然气运行有限公司）