天然气水合物储运天然气技术探析

张 耀

(山西压缩天然气集团晋中有限公司，山西 晋中 030600)

天然气水合物是在低温与高压的作用下，通过天然气和水结合形成的白色结晶固体，外观类似于松散的冰块。因为天然气中甲烷分子的含量相对较高，所以很多人把NGH称作为甲烷水合物，但天然气水合物仍然被大众熟悉的名称是“可燃冰”，主要是因为天然气水合物能够像酒精块一样被火燃烧，再加上其外观和冰有些类似，所以叫它“可燃冰”更加的形象。

1 天然气水合物储运的基本原理

天然气水合物(NGH)储运的基本原理是通过用天然气水合物的强大储气原理，然后再通过结合相关的科学工艺把天然气制作为固态水合物，再把固态的水合物运输到储气站，最后再通过储气站把固态水合物发挥成天然气供用户使用。整个过程最开始是将原料气和水在约3 MPa和2 ℃的环境下生成水合物，然后在相同的情况下进行脱水处理，最后完成储存和运输，在达到目的地点之后，进行气化，分离出气体和水，从而将天然气供应给用户使用。

天然气水合物储运的运输路线一般有两种：第一种，天然气是从气田开采得到或是通过进口得到，因此，这种天然气的运输要在使用前通过气田或是出口国进行加工工作，把天然气加工成水合物然后运输；第二种，天然气是在内陆开采得到，运输过程相对简单。天然气水合物储运技术的两种路线，不管是从气田运输还是从进口运输，储运技术最终都离不开水合物的生成和气化过程，虽然他们的先后顺序可能有着很大的差别，但他们的步骤和数量是一样。

2 水合物储运天然气的关键技术

水合物储运天然气的技术种类繁多，相较于我国现在的技术水平来说，我们只可以称作是前期的研究开发时期，依然还是有着极大的发展空间，为了能够得到快速的发展我国工业进程，就一定要处理好水合物储运天然气的主要技术，以下就几项关键技术进行详细介绍。

社会经济的发展，对环境造成了比较严重的影响，目前我国大力提倡清洁型能源的利用，对天然气的使用量也逐步增大，因此，加强储运技术是对水合物天然气起到了至关重要的作用[1]。

3 天然气水合物储运技术

天然气水合物储运技术主要是通过对储气能量的利用，在高温条件下把天然气和水两者相融合，所出现的固体化合物。水合物的储存能力受到很多外界条件的因素，例如：压力、生成方式、温度等都能够影响水因素。研究实验发现，甲烷天然气在水合物融合时，很容易储存，主要是因为水合物的储存能力较强、储存需要的条件低，所以其在天然气储运技术中得到的重视程度也在增加。

4 发展现状

如今，我国所用到的常见的天然气储运技术主要有液化天然气输送、管道输送、压缩天然气输等三种方式。它们各自有着各自的特点，也有自己的应用范围。在我国内陆地区通常是利用管道输送来进行天然气的相关运输，这个办法需要大量的资金投入，但它也有自己的优点，可以使经济效益变好、安全性变高。“西气东输”工程是我国最大的管道天然气运输技术，他的建设长度大概有4 200 km，预估输气量是120×108m3，总投资能够达到约1 400亿元。天然气在平常的压强下储运方式被称作是压缩天然气储运，这个办法大多数是应用在天然气的短途运输中，其运输方式相对比较的灵活，但它需要在运输途中的气压一直保持在25 MPa的高压状态下，以此来降低它在运输途中所发生危险的概率。所以它对制造容器材质要求也相当的严格，因此，容器的制造需要的成本也很高。

在我国，如何提高生成速度与储气密度是我国天然气储存运输的注重点。利用加入多孔介质来满足增加密度的需求，这样增加了天然气的杂质，对增加后期天然气的各种费用提高了成本。水合物生成速度的增加一般是通过加大液压的接触面来进行的，一般采用喷雾、搅拌、鼓泡等方式来加大液压。水合物在通过搅拌的过程中需要长期维持在相同速度的情况下，间隙量增加，密度也会不断降低。所以需要提升水合物生成速度设备的资金投入。

5 发展前景

相关实验研究的数据结果表明，与水合物储运技术与液化天然气输送等相比较，具有较为明显的优点，发展前景较好。同时为天然气运输提供了第四种储运办法，而且安全性高、储运条件不高，而且它对运输处理技术不排斥，通过井口气体的压力就可以很好的保持水合物的高压低温条件，实现天然气的节能减排。

5.1 常规天然气

水合物储运技术用在比较常规的天然气开采与筹备时，可以对陆地边远小气田、海上管道铺设成本较高的气田进行开发，它有着开采成本低、产量高的特点。对这种比较常规的天然气田进行有效的水合物储运技术，比使用其他的办法更加的合理，能够满足开采量的同时也能好大程度的减少财力、物力的投入。

5.2 页岩天然气

在页岩天然气中，目前，我国已经取得了比较大的成就，页岩天然气在开采之初的开采率比较高，但在高产的同时，所含有的气量也会慢慢降低，比较其他常规的天然气来说，它的产量时间比较长而且稳定。很多的页岩天然气在开采最开始，由于产量较大，所需要用到的设备也是比较大的，可能会造成设备在后期稳产阶段的空闲问题。水合物储运技术在这个时期能够成为辅助进行常规的输送，因此，在计算页岩天然气的运输时，能够在设计管网的初期，把能力不充足情况下的储运利用移动水合物生产储运技术，加大它的储运功能。

5.3 煤层天然气

我国煤层天然气的分布相对比较分散而且地区分布也相当不平衡，但是储存量比较大，其主要是以小型煤层气田为主，很多都是直接将其烧掉，很多天然气投资者对这个项目的开发利用还不够了解，将水合物储运技术作用在煤层气的开发当中，通过方便的集输方式加大煤层的开采量[2]。

5.4 天然气水合物

目前，我国天然气水合物资源储存量较大，其中陆地资源和海洋资源的水合物含量都很大，是我国的一个超大宝藏室。针对没有埋设油气管的地方，可以把水合物储运技术作为开始的天然气集输方法，以此来减少天然气在开发过程中对自然生态环境的影响。

5.5 偏远地区的天然气供应

我国广阔的偏远山区以及农村区域，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比压缩天热气低很多，而且储气的温度与常温接近，方便储运。水合物天然气比液态天然气的安全性要高，更加适合用于居民的生活。如果将这项技术用于我国的农村和偏远地区，可行性是非常高的。

6 结语

我国现阶段天然气的分布较为广泛，一方面，提高了我国对天然气的需求，从而，有效的提高了天然气输送的距离；另一方面，利用天然气管网的清管作用，减少管网输气压力，增强天然气输送的效率。在浙北一带天然气的运输过程中，利用水合物储运技术对天然气进行运输，对天然气公司来说，能够增加公司的经济效益。

综上所述，我国加大了对天然气的推广，提高了其在社会能源中的占比。为了确保天然气工程的发展，就一定要加强储运技术，通过有效的手段进行调配控制。