一种可燃冰快速过冷纳米液化剂及其开采可燃冰的方法技术

本发明专利技术公开了一种可燃冰快速过冷纳米液化剂及其开采可燃冰的方法，可以实现安全、环保、经济有效的开发可燃冰，具有优异的发展前景。其中，可燃冰快速过冷纳米液化剂包括如下质量百分比的组分：0％‑25％的铵盐、0％‑25％的酸、10％‑80％的渗透剂、0％‑25％的酰胺、5％‑70％的酯、2％‑40％的醚、0％‑35％的醇、0％‑25％的酮和0％‑35％的醛。根据岩石矿物成分选择冰点在‑200℃～‑10℃、闪点高、岩石溶解率高、渗透率增大、注入压力低、注入压力快降、单井和群井有效过冷液化距离长和体积大、过冷液化速度快、安全环保的液化剂，在全世界率先快速实现可燃冰的低成本大规模长期生产甲烷气。

A quick supercooled nano liquefying agent for combustible ice and its mining method

The invention discloses a quick supercooled nano liquefying agent for combustible ice and a method for mining combustible ice, which can realize safe, environmental protection, economic and effective development of combustible ice, and has excellent development prospect. Among them, the quick supercooled nano liquefying agent for combustible ice includes the following components: 0% - 25% ammonium salt, 0% - 25% acid, 10% - 80% penetrant, 0% - 25% amide, 5% - 70% ester, 2% - 40% ether, 0% - 35% alcohol, 0% - 25% ketone and 0% - 35% aldehyde. According to the mineral composition of rocks, the liquefier with ice point of \u2011 200 \u2103\uff5e \u2011 10 \u2103, high flash point, high rock dissolution rate, increased permeability, low injection pressure, rapid drop of injection pressure, long effective supercooled liquefaction distance and large volume of single well and group well, fast supercooled liquefaction speed, safety and environmental protection is selected. It is the first liquefier in the world to realize the large-scale and long-term methane production with low cost of combustible ice.

【技术实现步骤摘要】
一种可燃冰快速过冷纳米液化剂及其开采可燃冰的方法
本专利技术涉及可燃冰能源开发
，更具体的说是涉及一种可燃冰快速过冷纳米液化剂及其开采可燃冰的方法。
技术介绍
目前，全球蕴藏的常规石油天然气资源消耗巨大、面临枯竭，急需开发新的能源。而天然气水合物(NaturalGasHydrate，简称GasHydrate)即可燃冰，是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，分布范围极为广阔。科学家的评价结果表明，仅在海底区域可燃冰的分布面积就达4000万平方公里，占地球海洋总面积的1/4。而且在标准状况下，一单位体积的天然气水合物分解最多可产生164单位体积的甲烷气体。所以，开发可燃冰能源可以有效解决现阶段石油资源开发殆尽的问题。麻省理工学院的研究人员最近发现：把水装进碳纳米管中，在151℃的高温中结冰。碳纳米管的直径从1.05nm增加到1.06nm，水的冰点会减少几十度。人们只注意到低温地层的可燃冰，实际上，在高温超致密地层的纳米孔缝中，也有可燃冰。但是，由于可燃冰在常温常压下不稳定，目前并没有一种安全、成熟的可燃冰开采方法。目前可燃冰开采方法设想有：热激发开采法、减压开采法和化学试剂注入开采法。首先，热激发开采法是直接对天然气水合物层进行加热，使天然气水合物层的温度超过其平衡温度，从而促使天然气水合物分解为水与天然气的开采方法，但这种方法至今尚未很好地解决热利用效率较低的问题，而且只能进行局部加热，需要进一步完善。其次，减压法多采用抽砂降压，抽砂降压可以采出甲烷气，但最多只能开采6个月。再次，化学试剂注入开采法是通过向天然气水合物层中注入某些化学试剂，如盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等，破坏天然气水合物藏的相平衡条件，促使天然气水合物分解；在淤泥可燃冰地层使用乙二醇、丙三醇，会使粘土膨胀堵塞地层，由于甲醇、乙醇闪点低、易燃，不利安全环保，甲醇、乙醇不适宜高岭土含量高的地层；此外，二氧化碳置换法只能用于开发晚期孔缝发育的可燃冰地层，或可燃冰甲烷开采亏空时。更可怕的是，当可燃冰采出后，大量散发空中，严重污染环境；2014年8月12日，本专利申请人，申报了专利技术专利《可燃冰过冷液化和纳米孔缝降压降凝剂SCD配制方法》，专利技术专利申请号为201410405050.8。2014年8月12日，本专利申请人，申报了专利技术专利《可燃冰井网环保联合低压过冷液化开采技术》，专利技术专利申请号为201410405049.5，2019年7月11日已授予专利技术专利权通知书。其后有人提出的可燃冰固体流化或天然气水合物固体流化只是过冷液化的变种说法，只考虑冰点温度的降低，既没有考虑可燃冰快速过冷液化，也没有考虑溶解溶蚀岩石增大纳米孔缝，更没有考虑安全环保、地层过度亏空造成大面积垮塌。事实说明过冷液化更科学。大量采出可燃冰，地层过度亏空造成大面积垮塌，造成严重地质灾难。开采过程中，如果甲烷气泄漏空中，严重破坏人类生存环境。因此，如何安全、环保、经济有效的开发可燃冰是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种可燃冰快速过冷纳米液化剂SCD及利用其开采可燃冰的方法，可以实现安全、环保、经济有效的开发可燃冰，具有优异的发展前景。采用本专利技术公开的方法开采可燃冰，使可燃冰在地层原地液化，原地游离甲烷气，游离的甲烷气从地层流入井底，然后从井底流向井口，再流入输气管线，输入用户，犹如采油和常规天然气一样，可燃冰游离的甲烷气全部在密闭环境进行输运，完全保证了安全、环保、经济有效生产可燃冰甲烷气。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种可燃冰快速过冷纳米液化剂，包括如下质量百分比的组分：0％-25％的铵盐、0％-25％的酸、10％-80％的渗透剂、0％-25％的酰胺、5％-70％的酯、2％-40％的醚、0％-35％的醇、0％-25％的酮和0％-35％的醛。上述优选技术方案的有益效果是：本专利技术公开的一种可燃冰快速过冷纳米液化剂，可以根据岩石矿物成分、可燃冰过冷液化速度最快、安全环保最有效进行选择，实现液化剂冰点在-200℃～-10℃、闪点高、可燃冰液化速度最快、可燃冰液化体积最多、可燃冰岩石溶解率最高、通缝扩喉最好、可燃冰岩石渗透率提高最大、注入过程中注入压力最低、注入过程中注入压力下降最快、注入有效过冷液化距离最长、单井和群井注入有效过冷液化体积最大的效果，从而可以用于安全环保高效生产可燃冰甲烷气。优选的，所述铵盐包括氟化铵、氟化氢铵或氯化铵其中的一种或多种的组合；所述酸包括盐酸、氢氟酸、丙酸、异辛酸、环烷酸或十二烷基苯磺酸其中的一种或多种的组合；所述渗透剂包括渗透剂快T或渗透剂JF其中的一种或两种的组合；所述酰胺包括N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺其中的一种或两种的组合。优选的，所述渗透剂快T是顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠；所述渗透剂JF是聚氧乙烯脂肪醇醚JFC，其化学结构式为C17～19H21O6(n＝5)。优选的，所述酯包括丙烯酸丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、草酸二乙酯、乙酸丁酯、乙酸异戊脂、丙二酸二乙酯、乳酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、乙二醇乙醚乙酸酯、乙二醇丁醚乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、二甘醇丁醚乙酸酯、乙酰乙酸乙酯、乳酸丁酯、丙二醇甲醚丙酸脂、丙二醇甲醚乙酸脂、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸丁酯、碳酸丙烯酯、丙酸异戊脂、丁酸丁酯、异丁酸异丁酯、异戊酸异戊脂、1,4-丁内酯、乙二酸二乙酯、乙二酸二丁酯、丙二酸二乙酯、马来酸二甲酯、甘油二乙酸酯、1,2-丙二醇碳酸脂、柠檬酸三丁酯、辛酸乙酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇丁醚乙酸酯、丁酸异戊酯、异戊酸异戊酯、乙二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、甘油三乙酸酯、丙烯酸异辛酯、磷酸三丁酯或乙酸2-丁氧基乙酯其中的一种或多种的组合。优选的，所述醚包括乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇二丁醚、乙二醇一苄醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二甘醇、二甘醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、异戊醚、苯乙醚、苯丁醚、苯戊醚、1,3-丁二醇-3-甲醚、二乙二醇乙醚或1,2-丙二醇-丁醚其中的一种或多种的组合。优选的，所述醇包括甲醇、乙醇、正丁醇、乙二醇、甲基异丁基甲醇、2-己醇、异戊醇、异丁醇、苯甲醇或1,2-丙二醇其中的一种或多种的组合。优选的，所述酮包括N-甲基吡咯烷酮、环己酮；所述醛为甲醛、柠檬醛、壬醛或苯甲醛。上述优选技术方案的有益效果是：本专利技术公开的可燃冰快速过冷纳米液化剂，闪点高、冰点低、可燃冰液化速度快、可燃冰液化体积多、可燃冰岩石溶解率高、通缝扩喉好、可燃冰岩石渗透率提高大、注入过程中注入压力低、注入压力下降快、注入有效过冷液化距离长、注入有效过冷液化体积大，安全环保高效快速生产可燃冰甲烷气。本专利技术公开的可燃冰快速过冷纳米液化剂的使用范围：可用于大陆永久冻土可燃冰、内陆湖的深水可燃冰、岛屿的斜坡淤泥可燃冰、海底淤泥可燃冰、海底岩石可燃冰等开采可燃冰；并且还可以用于高温地层纳米孔缝的可燃冰快速过冷液化。可以根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可燃冰快速过冷纳米液化剂SCD，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：0％-25％的铵盐、0％-25％的酸、10％-80％的渗透剂、0％-25％的酰胺、5％-70％的酯、2％-40％的醚、0％-35％的醇、0％-25％的酮和0％-35％的醛。/n

【技术特征摘要】
1.一种可燃冰快速过冷纳米液化剂SCD，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：0％-25％的铵盐、0％-25％的酸、10％-80％的渗透剂、0％-25％的酰胺、5％-70％的酯、2％-40％的醚、0％-35％的醇、0％-25％的酮和0％-35％的醛。


2.根据权利要求1所述的一种可燃冰快速过冷纳米液化剂，其特征在于，所述铵盐包括氟化铵、氟化氢铵或氯化铵其中的一种或多种的组合；所述酸包括盐酸、氢氟酸、丙酸、异辛酸、环烷酸或十二烷基苯磺酸其中的一种或多种的组合；所述渗透剂包括渗透剂快T或渗透剂JF其中的一种或两种的组合；所述酰胺包括N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺其中的一种或两种的组合。


3.根据权利要求1所述的一种可燃冰快速过冷纳米液化剂，其特征在于，所述酯包括丙烯酸丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、草酸二乙酯、乙酸丁酯、乙酸异戊脂、丙二酸二乙酯、乳酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、乙二醇乙醚乙酸酯、乙二醇丁醚乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、二甘醇丁醚乙酸酯、乙酰乙酸乙酯、乳酸丁酯、丙二醇甲醚丙酸脂、丙二醇甲醚乙酸脂、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸丁酯、碳酸丙烯酯、丙酸异戊脂、丁酸丁酯、异丁酸异丁酯、异戊酸异戊脂、1,4-丁内酯、乙二酸二乙酯、乙二酸二丁酯、丙二酸二乙酯、马来酸二甲酯、甘油二乙酸酯、1,2-丙二醇碳酸脂、柠檬酸三丁酯、辛酸乙酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇丁醚乙酸酯、丁酸异戊酯、异戊酸异戊酯、乙二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、甘油三乙酸酯、丙烯酸异辛酯、磷酸三丁酯或乙酸2-丁氧基乙酯其中的一种或多种的组合。


4.根据权利要求1所述的一种可燃冰快速过冷纳米液化剂，其特征在于，所述醚包括乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇二丁醚、乙二醇一苄醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚、二甘醇、二甘醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇丁醚、丙二醇甲醚、异戊醚、苯乙醚、苯丁醚、苯戊醚、1,3-丁二醇-3-甲醚、二乙二醇乙醚或1,2-丙二醇-丁醚其中的一种或多种的组合。


5.根据权利要求1所述的一种可燃冰快速过冷纳米液化剂，其特征在于，所述醇包括甲醇、乙醇、正丁醇、...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯文光，冯妍，冯卓，冯博，
申请(专利权)人：成都能生材科技开发有限责任公司，成都能生材科技开发有限责任公司仁寿分公司，仁寿能生材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51