天然气水合物钻探取样技术现状与研究.docx

天然气水合物钻探取样技术现状与研究许俊良，任红( 胜利石油管理局钻井工艺研究院，山东 东营 257017)摘 要:通过资料调研与研究，综合分析了国外深海天然气水合物钻探取样工具的结构原理、技术参数、作业过程、主要特点以及对设备的要求等。同时简要介绍了我国“十一五”期间取样装置的研制进展情况。关键词:天然气水合物; 钻探; 取样器; 钻探船; 深海取样中图分类号:P634． 5文献标识码:A文章编号:1672 － 7428( 2012) 11 － 0004 － 06Status of Gas Hydrate Sampling Technology and the Research / XU Jun-liang，REN Hong ( Shengli Drilling TechnologyResearch Institute，Dongying Shandong 257017，China)Abstract: Based on the technical material review，analysis was made on foreign sampling tools for gas hydrate in deep sea about the structure principle，technical parameters，operation process，main characteristics and the requirements to the de- vice． Brief introduction was made on the development progress of sampling device during “Eleven Five-year Plan”in Chi- na．Key words: gas hydrate; drilling; sampling device; drillship;deep-sea sampling美国休斯顿大学石油化学及能源教授米切尔·伊科诺米季斯撰文指出，未来石油不是来自美国大 陆，也不是来自欧洲，更不是来自北极的野生生物保 护区，而是深海和超深海。正是因为如此，世界各国 为了获得深海中的能源投入了大量的人力物力开展 深海勘探与开发技术的研究工作。自 20 世纪 60 年 代开始，俄、美、德、英、加等许多发达国家甚至一些 发展中国家也对其极为重视，开展了大量的研究。 自 1984 年始，我国科技人员对国外有关水合物调查 状况及其巨大的资源潜力进行了系统的资料汇集， 对 80 年代早、中期在南海北部陆坡区完成的 2 万多 千米地震资料进行复查，广州海洋地质调查局于1999 年 10 月首次在我国海域南海北部西沙海槽区 开展海洋天然气水合物前期试验性调查。2000 年 广州海洋地质调查局“探宝号”和“海洋四号”调查船在西沙海槽继续开展天然气水合物的调查。2007年在我国南海北部租用辉固国际集团公司钻探船成 功钻获天然气水合物实物样品。用该技术已经在世界许多地方获得了水合物的样品，例如: 布莱克海岭、中美洲海沟、秘鲁大陆边缘、 里海等地。但是，要获得保持原位压力和温度的高 保真岩心样品，必须研究和采用高保真取样器、原状 水合物岩心室内实验分析装置，后者国内还未有实 质性的进展，只能通过对岩心分离气、液和岩心岩石 骨架进行实验分析研究。目前高保真取样器，国外 主要有国际深海钻探计划( DSDP) 采用的保压取样筒 PCB ( Pressure Core Barrel ) 、国际大洋钻探计划( ODP) 采用的保压取样器 PCS ( Pressure Core Sam- pler) 、活塞取样器 APC( Advanced Piston Corer) 。国内针对天然气水合物的专用取样器还正在研制和完善中。保压取样筒 DSDP － PCBDSDP － PCB 是深海钻探计划使用的保压取样 筒( 图 1) ，是由一套绳索高压取心筒组成。在其底部装有球阀，球阀有直径为 58 mm 的孔，在其上部有取样机构、排气孔和减压阀。取样筒沿着钻具下 放并与钻头锁紧，卡断岩心后，下放绳索打捞工具并 锁紧，向上提升绳索，产生的拉力激活一系列机制， 首先使球阀和排气孔关闭，最后打开释放机构，使取 心筒脱离钻具。在取心筒被提升过程中，泄压阀通 过排出蓄压器中的氮气保持内部压力不大于 34. 41． 1国际大洋钻探取样技术现状［1 ～ 10］钻探取样器是利用钻探船进行海底深部取样， 利用特别手段取得接近地层原始状态的样品，也是 识别水合物及其他矿元素的最直接的方法。目前利1收稿日期:2012 － 05 － 21 ; 修回日期:2012 － 10 － 0