天然气水合物研究历程及发展趋势新
天然气水合物研究与开发
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天然气水合物研究与开发天然气水合物是一种新型的燃料资源,其储量相当丰富,可成为未来能源转型的重要后备力量。
目前,天然气水合物研究与开发已经成为全球能源科技的热点。
一、什么是天然气水合物天然气水合物,是一种以天然气和水形式结合的化合物,也称为天然气冰或脆冰。
它的分子结构是由天然气分子和水分子构成的六边形晶格结构,其中天然气占70%左右,水分子占30%左右。
由于这种化合物在常温常压下呈脆性,有如冰块,因此被称为水合物。
天然气水合物分布广泛,主要分布在浅海和大陆架上,特别是北极地区、南海和日本海等开垦较少的区域。
据估算,全球天然气水合物储量超过14万亿立方米,其中中国的海域储量最高,达3400亿立方米以上,是世界最大的天然气水合物资源国家。
二、天然气水合物研究与开发现状天然气水合物研究和开发虽然起步较晚,但近年来取得了密集的进展。
目前,全球主要的天然气水合物开发国家包括日本、美国、加拿大、印度、中国等。
在日本,多家大型能源公司已经积极投资天然气水合物的开发研究。
日本已经建立了一系列天然气水合物研究机构,主要研究领域包括天然气水合物开采、运输、存储等方面。
美国和加拿大也在积极开展天然气水合物研究工作,主要集中在研究天然气水合物的资源量和开采技术等。
美国已经成立了多个天然气水合物研究中心和联合实验室,而加拿大则在开采海域天然气水合物方面颇具优势。
在印度,天然气水合物研究和开发也备受重视。
印度天然气公司和国家天然气水合物公司联合投资,开展天然气水合物研究和开采工作。
中国也将天然气水合物作为战略能源资源来进行研究开发。
自2013年以来,中国天然气水合物开发基地建设进展迅速,中国海油、中海油、中化集团等多家国内大型能源公司也进行了天然气水合物研究和开发工作。
三、天然气水合物的优缺点与传统燃料相比,天然气水合物具有许多优点。
首先,天然气水合物储量丰富,可作为未来的主要能源资源;其次,天然气水合物燃烧释放出的二氧化碳排放量较低,不会对环境造成较大污染;最后,天然气水合物与液化天然气相比,其产生的碳排放量更少,能源利用效率更高。
天然气水合物研究历程及发展趋势
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天然气水合物研究历程及发展趋势张文亮1,2 贺艳梅3 孙豫红2(1.西南石油学院 21中原油田分公司天然气管理事业部 31中原油田分公司勘探开发科学研究院) 摘 要 综合国内外关于天然气水合物的研究,概述其从发现、初步研究到深入研究的历程,总结了各阶段国内外天然气水合物研究的成果和进展。
从1810年发现天然气水合物以来,世界各地的科学家对气水化合物的类型和物化性质、自然赋存条件和成藏条件、资源评价、勘探开发手段等进行了广泛而卓有成效的研究。
总结世界各国天然气水合物的研究现状并指出了其发展趋势。
研究表明我国的许多海区具有天然气水合物形成的条件,希望2020年能够进行商业开采。
关键词 天然气水合物 历程 赋存条件 模拟研究 发展趋势 地球上的天然气水合物蕴藏量十分丰富,大约27%的陆地(大部分分布在冻结岩层)和90%的海域都含有天然气水合物,陆地上的天然气水合物存在于200~2000m深处,海底之下沉积物中的天然气水合物埋深500~800m。
3目前各国科学家对全球天然气水合物的资源量较为一致的评价为2×1016m3,是剩余天然气储量的136倍(1156×1014m3),如果将此储量折算为地球上的有机碳资源,它将占总资源的一半以上[1]。
1 研究意义目前解决能源需求的问题显得越来越紧迫。
开发利用新的清洁能源,降低能源使用与技术发展对环境造成的负面影响,是解决本世纪能源问题的主要出路。
在我国能源发展战略中,高效、清洁的天然气水合物将成为重要的后续能源。
首先,天然气水合物的资源量特别巨大,资源开发技术较为现实、可行。
我国具有良好的天然气水合物蕴藏潜力,东海的冲绳海槽边坡,以及南海的北部陆坡、西沙海槽和西沙群岛南坡等都可能是有希望的储存区,我国西藏高原终年积雪的羌塘地区也有发现。
其次,天然气水合物的勘探、生产可与常规油气的勘探、生产同时进行,因为天然气水合物矿藏常伴有下伏的游离气,勘探常规油气时可兼探天然气水合物,使之成为常规油气勘探、生产的一种“副产品”,降低生产成本,实现经济合理的商业生产。
天然气水合物研究的现状与发展前景
![天然气水合物研究的现状与发展前景](https://img.taocdn.com/s3/m/8f63b4edd05abe23482fb4daa58da0116d171f49.png)
天然气水合物研究的现状与发展前景天然气水合物是一种新的天然气储藏形式,其在低温高压条件下,天然气和冰形成的固态混合物。
据统计,全球约有70%的天然气存在于水合物中,其储量远大于普通天然气。
因此,天然气水合物的研究与开发一直备受关注。
本文将就天然气水合物的研究现状和发展前景进行探讨。
一、研究现状目前,天然气水合物的研究已有很大的进展。
从1969年日本首次发现天然气水合物以来,到现在全球已有多个国家和地区参与了相关研究。
这些国家包括俄罗斯、美国、加拿大、挪威、日本、韩国等。
这些国家的研究涉及了天然气水合物的基本特性、地质分布、形成机制、采集与利用等方面。
1.基本特性天然气水合物的基本特性包括化学组成、晶体结构、物理性质等。
研究表明,天然气水合物的主要化学成分是甲烷,还可能含有一些其他气体分子,如乙烷、丙烷、氮气、二氧化碳等。
晶体结构方面,天然气水合物通常呈现出多晶、单晶或腔体晶体结构。
物理性质方面,天然气水合物的稳定条件是低温高压,其保持固态状态的温度和压力取决于化学成分和晶体结构。
2.地质分布天然气水合物主要分布在世界的海洋沉积物、沉积岩等区域。
其中,在北极地区、日本海、南海等区域,天然气水合物的分布较为集中。
此外,在陆地上也有少量天然气水合物存在,如中国青海湖地区、加拿大麦肯齐河流域等。
3.形成机制天然气水合物的形成是多种环节相互作用的结果。
主要包括天然气源、低温高压条件、水分子等因素。
研究表明,在构造活跃的地震带、断层带以及海底渗漏区,天然气可以通过多种途径注入到水体中。
然后,由于低温高压等条件,水分子形成的冰晶网络能够促进天然气分子的聚集形成天然气水合物。
4.采集与利用天然气水合物的采集与利用一直是一个难题。
由于天然气水合物稳定条件苛刻,因此采集和储存的难度很大。
目前,全球尚未有天然气水合物开发利用的商业化生产模式。
但是,各国正在积极研发天然气水合物采集、储存、转化等技术,以期为未来能源需求提供新的解决方案。
天然气水合物开发技术的研究
![天然气水合物开发技术的研究](https://img.taocdn.com/s3/m/d3d34f43ba68a98271fe910ef12d2af90242a828.png)
天然气水合物开发技术的研究引言天然气水合物是一种在海洋沉积物中广泛存在的天然气形式,其是一种结晶态的混合物,包括天然气(甲烷、乙烷等)和水分子。
天然气水合物在存储方面具有巨大的优势,仅在海洋上就蕴藏了数量庞大的储量。
由于其能源密度高、清洁、环保等优良特性,广受人们赞誉。
然而,目前天然气水合物的开发利用技术尚不成熟,存在着诸多难题和挑战。
本文将从天然气水合物开发技术的角度,来阐述其研究现状和未来趋势。
一、天然气水合物开发技术现状1. 采集技术现有天然气水合物采集技术主要包括钻探、热水注入和气体置换法等。
其中,热水注入法是目前应用最为广泛的采集方法,其主要原理为利用高压高温下的热水,将水合物释放出来。
2. 运输技术天然气水合物是通过管道、船舶等方式进行输送的。
其中,珠海深浅水运输队列技术、靠泊岸边LNG转移技术和浮式生产储运装置技术都是应用广泛的输送技术。
3. 加工技术天然气水合物加工技术可分为两种,一种是从水合物中提取气体进行加工;另一种是将水合物直接转化成甲烷气。
目前,水合物加工技术还面临着研究不充分和高成本等问题。
二、存在的问题1. 采集技术方面:采集设备难以耐受海洋环境下的腐蚀和压力,对于深海开采技术尚不成熟。
2. 运输技术方面:运输管道和设备的设计以应对极端天气和海洋环境的能力不足。
3. 加工技术方面:天然气水合物提取技术存在能耗和成本较高的问题,加工方法尚不成熟。
三、未来趋势天然气水合物的开采难度较大,目前尚需进一步研究和开发,得出更加有效和经济的开采技术。
预计未来几年,天然气水合物开采技术将面临以下几方面的挑战和临床:1. 从海底中开采天然气水合物需要克服的技术难题是如何在极端高压、低温的环境中进行作业和采集?2. 在遥远的钻机,如何保障人员的生命安全和精神状态?3. 现有的天然气水合物开采技术具有较高的能耗和成本,如何缓解开采成本上涨的压力?4. 如何将天然气水合物开采技术转化为现实生产力,推进能源领域的可持续发展?总结天然气水合物的勘探、开采、加工利用技术等均面临较大的难度及挑战,应立足于推广研究,成为可靠且经济的能源途径,其价值远远超出了其困难和挑战。
天然气水合物开采技术研究进展
![天然气水合物开采技术研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/470307f8ba4cf7ec4afe04a1b0717fd5360cb23c.png)
天然气水合物开采技术研究进展天然气水合物是指天然气和水分子在高压、低温下形成的结晶体,是天然气的一种新形式。
天然气水合物的丰富储量和广泛分布,在能源领域具有非常重要的战略意义。
目前,天然气水合物开采技术研究已经取得了一些进展,本文将从四个方面进行分析。
一、天然气水合物开采技术研究现状天然气水合物开采技术一直是石油天然气领域的研究焦点,当前主要包括以下方面:1、水合物钻探技术:研究水合物在钻探过程中的动力学行为和物理性质,并开发出适合于水合物探测的传感器、仪器等设备。
2、水合物开采技术:通过人工或自然措施改变温度、压力、浓度等环境因素,使水合物分解,达到开采目的。
3、水合物输送技术:在水合物开采后,需要将天然气输送到加工厂进行加工处理,目前研究正在进行中。
4、水合物加工技术:水合物加工技术是将开采的水合物转换成生产能用的商品气体,主要涉及水合物裂解、去除杂质、压缩储存等方面。
二、天然气水合物开采技术研究现状目前,世界各国均在加速水合物开采技术的探索,例如日本在2013年成功进行了深层水合物开采实验,韩国也在2016年成功进行了大规模天然气水合物探测试验。
而我国则于2017年成功进行了天然气水合物试采。
在这些实践中,研究者们不断探索优化开采技术,提高开采效率。
1、温度管理技术天然气水合物开采需要在压力较高的环境下进行,为使水合物分解,需要通过温度管理技术来控制水合物的热解温度。
目前,研究者们主要通过水淬、电热、压缩利用等方法来达到控制温度的目的。
2、压裂技术在水合物开采过程中,如果仅仅靠温度变化来改变水合物体积、压力,开采效率较低。
因此,需要依托压裂技术,通过向水合物区域注入压缩空气、水等物质来达到改变水合物体积的目的。
3、高效减阻剂技术在输送天然气的过程中,水合物会因发生极性相互作用而粘附在输送管道及設备表面,严重影响输送效率。
高效减阻剂技术可将水合物与管道表面分离,提高天然气输送效率。
三、天然气水合物开采技术成果目前,天然气水合物开采的有效储量还未被准确评估。
天然气水合物研究进展与开发技术概述
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未来发展方向
未来发展方向
随着科技的不断进步,天然气水合物的研究和开发将迎来更多的发展机遇。 未来,天然气水合物的研究将更加深入,涉及的领域将更加广泛。在开发技术方 面,将会发展更加环保、高效、低成本的技术,如微生物法、化学试剂法和纳米 技术等。同时,加强天然气水合物全产业链的研发和优化,推动其在能源、化工、 制冷、航空航天等领域的应用。
研究进展
研究进展
天然气水合物是指在一定条件下,甲烷等气体分子与水分子形成的笼形化合 物。其形成和稳定主要受温度、压力、气体成分和盐度等多种因素影响。近年来, 随着地球科学、地质工程、能源工程等领域的发展,人们对天然气水合物的研究 逐步深入。
研究进展
目前,全球范围内天然气水合物的研究主要集中在以下几个方面:(1)形成 机理与分布规律;(2)物理性质与化学性质;(3)开采技术与经济性;(4) 环境影响与安全性。尽管取得了许多重要成果,但仍存在许多挑战,如天然气水 合物的稳定性和开采过程中的环境风险等。
天然气水合物储运技术的研究现状
2、高效开采技术研究:针对天然气水合物的开采,研究者们开发出了一系列 新型的高效开采技术,如水平井技术、多分支井技术等,大大提高了开采效率。
天然气水合物储运技术的研究现状
3、储运安全技术研究:针对天然气水合物储运过程中的安全问题,研究者们 通过模拟和分析不同情况下的风险因素,提出了一系列有效的安全防技术概述
天然气水合物储运技术概述
天然气水合物,又称可燃冰,是由天然气(主要是甲烷)与水在高压、低温 条件下形成的笼形结晶化合物。由于其储存量大、燃烧清洁、开采成本低等优势, 被视为一种具有巨大潜力的能源。然而,这种化合物的非稳定性以及难以运输的 问题,一直是阻碍其开发利用的主要难题。因此,天然气水合物的储运技术成为 近年来研究的热点和难点。
2024年天然气水合物市场前景分析
![2024年天然气水合物市场前景分析](https://img.taocdn.com/s3/m/5788933803768e9951e79b89680203d8ce2f6a80.png)
2024年天然气水合物市场前景分析概述天然气水合物(Natural Gas Hydrate,简称NGH)是一种富含天然气的固体,由水分子通过氢键与天然气分子结合而成。
随着能源需求的增长和传统能源资源的逐渐减少,天然气水合物作为一种新兴的能源资源备受关注。
本文将对天然气水合物市场前景进行分析,探讨其市场潜力和发展趋势。
市场潜力1. 丰富的储量天然气水合物是一种巨大的天然气资源。
据估计,全球天然气水合物储量可达到2000万亿立方米,相当于常规天然气储量的数十倍。
这意味着天然气水合物具有巨大的潜在市场潜力。
2. 清洁的能源相比于煤炭和石油,天然气水合物燃烧产生的二氧化碳排放量较低,对环境影响较小。
在全球追求清洁能源的大背景下,天然气水合物作为一种低碳清洁能源具有较高的市场需求。
3. 广泛的应用领域天然气水合物不仅可以用作燃料,还可以作为化工原料和工业燃料。
另外,天然气水合物还具备储气、运输等多种应用领域。
这些广泛的应用领域为天然气水合物市场带来了更多的商机。
发展趋势1. 技术突破目前,天然气水合物的开采和利用技术尚不成熟。
但随着科技的发展,相关技术正在不断完善,天然气水合物的开采成本将逐渐降低,推动市场的发展。
2. 政策支持各国政府纷纷推出支持天然气水合物开发的政策措施。
例如,日本政府制定了天然气水合物开发的战略计划,韩国政府也积极推动天然气水合物的研究与应用。
政策的支持将为天然气水合物市场提供良好的发展环境。
3. 产业链完善天然气水合物的开采和利用需要建立起完善的产业链,包括勘探、开采、运输、储存等环节。
目前,天然气水合物产业链正在逐步建设中,未来市场发展将得到更好的支撑。
结论天然气水合物作为一种具有巨大市场潜力的能源资源,具备丰富的储量和广泛的应用领域。
在政策支持和技术进步的推动下,天然气水合物市场有望迎来快速发展。
然而,需要注意的是,天然气水合物的开采和利用仍面临技术挑战和环境风险,需要进行深入研究和全面评估。
天然气水合物的研究与开发
![天然气水合物的研究与开发](https://img.taocdn.com/s3/m/398c53a3f9c75fbfc77da26925c52cc58bd6908c.png)
天然气水合物的研究与开发引言天然气水合物是一种具有广泛应用前景的天然能源资源。
它是在高压、低温条件下,天然气分子和水分子结合形成的晶体物质。
天然气水合物具有高能量含量、相对低的碳排放以及丰富的储量等优点,因此受到了研究和开发的广泛关注。
本文将介绍天然气水合物的研究与开发现状,并探讨其应用前景和挑战。
天然气水合物的形成与特性形成过程天然气水合物的形成需要天然气和水分子在适当的压力和温度条件下结合形成。
当水分子的结构具有空腔时,天然气分子可以进入这些空腔,形成天然气水合物。
一般情况下,天然气水合物的形成需要较低的温度和较高的压力,通常发生在海洋和陆地沉积物中。
特性天然气水合物具有以下特性:•高能量含量:因为天然气水合物中含有大量的天然气分子,所以其能量含量相对较高。
•低碳排放:与传统燃烧燃料相比,天然气水合物燃烧释放的二氧化碳较少,对环境的影响较小。
•储量丰富:据估计,全球天然气水合物储量约为20万亿立方米,远远超过常规天然气储量。
•相对稳定:天然气水合物在适当的压力和温度条件下相对稳定,有利于储存和运输。
天然气水合物的研究与开发现状研究状况天然气水合物的研究始于20世纪30年代,但直到最近几十年才受到广泛关注。
目前的研究主要集中在以下几个方面:1.形成机制:研究人员通过实验和模拟,深入研究天然气水合物的形成机制,以便更好地理解其在自然界中的分布规律。
2.存储与运输:天然气水合物的储存和运输是其应用的关键问题,目前的研究主要集中在提高储存和运输效率,以及探索新的存储和运输技术。
3.开发利用技术:天然气水合物的开发利用是一个复杂的过程,涉及到开采、提取和转化等方面的技术。
目前,研究人员致力于改进开发技术,以提高天然气水合物的利用效率。
开发现状天然气水合物的开发目前还处于初级阶段,但已经有一些开发项目取得了一定的进展。
例如,日本、韩国和加拿大等国家都在海洋天然气水合物的开发上进行了一系列试验和项目。
这些项目主要集中在水合物开采、提取和转化等方面,以解决天然气水合物的开发与利用问题。
天然气水合物资源的研究与开发
![天然气水合物资源的研究与开发](https://img.taocdn.com/s3/m/047602ee29ea81c758f5f61fb7360b4c2f3f2a7f.png)
天然气水合物资源的研究与开发天然气水合物,是指在一定温度、压力条件下,天然气分子在水分子中形成晶体结构的天然气资源。
它是一种新型的能源资源,被誉为“气体能源的石油”,其蕴藏量超过了传统石油和天然气的总和,预计将成为未来能源供应的重要来源。
然而,天然气水合物的开发与利用面临着诸多技术和经济难题,如何实现其商业化开采尚需解决的问题颇多。
天然气水合物的研究历史可以追溯到20世纪60年代,当时日本开始对其展开系统性的研究。
而直到2000年代,我国也开始在渤海湾、南海等地进行实地勘探和试采研究。
目前全球已发现天然气水合物资源丰富的地区主要分布在北极海域、日本、美国、中国等国家。
天然气水合物的制备基本依赖于高压、低温等复合条件,而这些条件在实际开采和利用过程中十分困难。
目前商业开发主要采用自然气水合物的分离和气化技术,其核心在于将天然气从水合物中分离出来,然后进行气化处理,使其成为可供使用的燃气资源。
由于天然气水合物分布位置深海和寒冷地带,开采条件异常苛刻,因此天然气水合物的开发成本也非常之高。
实际上,天然气水合物的开发利用还存在一些瓶颈问题,如高温、高压、储运、环保等问题均需要重点研究。
天然气水合物具有丰富的资源蕴藏量和广泛的应用前景,但现阶段其开发情况尚处于起步阶段。
未来可通过优化勘探技术与工艺技术,提升其开采效率和经济性,促进天然气水合物的全面开发与利用。
此外,应从保护海洋生态和环境等方面出发,对天然气水合物开采行业进行政策引导和规范管理,以确保能够长久地利用这些资源。
总之,天然气水合物资源的研究与开发是一个系统性、复杂性和长期性的工程,在未来的发展过程中还需要各方共同努力,不断提高技术水平和管理水平,全面推动其开采和利用,以促进我国能源结构优化和可持续经济发展。
天然气水合物调查和研究现状
![天然气水合物调查和研究现状](https://img.taocdn.com/s3/m/f4b3ac8e0d22590102020740be1e650e53eacf51.png)
天然气水合物调查和研究现状引言天然气水合物是一种在高压、低温条件下形成的结晶体,由天然气分子和水分子组成。
它具有高含气量、高燃烧效率和丰富的资源潜力,被视为未来能源领域的重要替代品。
本文将对天然气水合物的调查和研究现状进行综述,包括其形成、开采技术、环境影响以及前景展望。
1. 形成机制天然气水合物的形成需要同时具备一定的压力和温度条件。
在海底的沉积物中,天然气与水结合形成水合物晶体,这是因为海底的高压和低温环境满足了水合物形成的条件。
此外,天然气水合物也存在于极地地区的冻土层中。
2. 开采技术目前天然气水合物的开采技术还处于初级阶段,但已经取得了一定的进展。
目前常用的开采方法包括压力释放法和化学添加剂法。
压力释放法是通过减小水合物所处的压力,使其解离释放天然气。
化学添加剂法则是通过添加特定的化学物质,改变水合物的稳定性,使其解离释放天然气。
这些开采技术还存在一些问题,如高成本、环境影响等,需要进一步研究和改进。
3. 环境影响天然气水合物的开采对环境可能会造成一定影响。
首先,开采过程中可能会产生大量的废水和废气,对水质和大气造成污染。
其次,开采后的地下空洞可能会引起地质灾害,如地面塌陷。
此外,天然气的燃烧也会产生二氧化碳等温室气体,对气候变化产生影响。
因此,在开采天然气水合物的同时,应该注重环境保护和可持续发展。
4. 前景展望天然气水合物作为一种新型的天然气资源,具有广阔的应用前景。
首先,天然气水合物具有高含气量,可以成为天然气的重要替代品。
其次,天然气水合物的资源量丰富,可以提供长期的能源供应。
此外,天然气水合物的开采技术还有待进一步完善和发展,未来可能会有更成熟的技术应用于实际生产中。
综上所述,天然气水合物具有巨大的发展潜力,对能源领域和环境保护具有重要意义。
结论天然气水合物是一种具有巨大潜力的能源资源,其调查和研究在不断进行中。
我们需要进一步拓展对于天然气水合物形成机制的了解,改进开采技术以提高生产效率,并注重环境影响的控制和可持续发展。
天然气水合物的研究与趋势档
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天然气水合物的研究现状与发展趋势1 天然气水合物的概念天然气水合物是水与轻烃、CO2 及 H2S 等小分子气体形成的非化学计量型晶体化合物(Clathrate) ,或称笼型水合物、气体水合物 (Gas hy2drate) 或气水合物、水化2[1]物。
可被看作是一类主2客体(Host2guest) 材料。
水分子(氢键)形成一种点阵结构 ,气体分子则填充于点阵间的空穴。
笼中空间的大小与客体分子必须匹配 ,才能生成稳定的水合物。
例如 ,He、H2 (直径小于 0.3 纳米)因太小而不能形成水合物 ,但许多简单分子如单原子的 Ar、Kr;双原子的 O2 、N2 ;轻烃、氯氟烃、硫化物等都能形成水合物。
目前 ,发现的水合物结构主要有 I、II和 H型三种(图1) 。
水和天然气在中高压和低温条件下混合时产生的天然气水合物 ,外貌极像冰雪或固体酒精 ,点火即可燃烧 ,有“可燃冰”、“气冰”、“固体瓦斯”之Ξ称。
在自然界分布非常广泛(图 2) ,海底以下 0 —1 500米深的大陆架或北极等地的永久冻土带都有[2 ,3]可能存在。
近年来 ,有关天然气水合物方面的研究已引起各国政府、企业界和学术界的强烈关注 ,因为它不仅涉及人类生存的资源与环境 ,而且涉及未来发展的各种新技术。
例如 ,现已探明 ,约为石油、煤等烃类资源总和两倍的地层甲烷水合物亟待人们去开采。
同时 ,仿天然气水合物结构可处理 CO2 等温室效应气体;可高温储存冷量 ,实现电力调峰 ,节约能源;可储存和运输天然气等。
首届和第二届国际天然气水合物会议(分别于 1993 年和 1996 年在美国和法国召开)都曾把天然气水合物储存技术、分离技术及地层甲烷水合物开发利用列为应引起关注的、很有前途的研究领域。
在美国举办的第三届(1999 年)国际天然气水合物会议的主题是“水合物挑战未来”,可见有关水合物的研究内容将更加广泛和深入。
2 社会经济价值和科学意义天然气作为一种清洁、优质、高效、低成本和少污染的理想生态能源 ,同时随着传统气体能源的逐渐减少 ,人类对非传统型气体能源的需求越来越大 ,天然气水合物也将逐渐成为一种重要而清洁的潜在能源。
天然气水合物资源勘探与开发技术研究进展
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天然气水合物资源勘探与开发技术研究进展天然气水合物,是天然气分子与水分子在一定温度和压力条件下形成的固态化合物,具有巨大的潜在能源储量。
近年来,随着人类对能源需求的不断增长以及传统石油和天然气资源的减少,天然气水合物逐渐成为全球能源行业关注的焦点。
天然气水合物资源的勘探与开发技术也在不断发展和突破,为解决能源问题提供了新的可能性。
一、天然气水合物资源勘探技术的研究进展天然气水合物资源的勘探是实现其可持续利用的基础。
当前的天然气水合物勘探技术主要包括露天采样、岩石物理探测和钻探试验等。
其中,露天采样是目前应用最广泛的一种方法,通过收集从海洋底部冒出的天然气水合物样本,来研究其分布、组成和物理性质。
岩石物理探测技术则通过测量反射波和传播速度等数据,间接推断天然气水合物的存在和含量。
钻探试验则是直接钻取样本来验证和评估地下水合物的储量。
这些技术的不断发展完善,为天然气水合物资源的精确勘探提供了可靠手段。
同时,利用现代地球物理勘探技术也取得了一定的突破。
例如,通过声波测井技术可以得到水合物层的密度、压力和声波速度等信息,帮助确定水合物储层的分布和特征。
电磁测井技术则可以测量电阻率、磁化率等物理参数,从而推测水合物的存在。
二、天然气水合物资源开发技术的研究进展天然气水合物资源的开发是将其转化为可利用能源的关键环节。
目前,主要的开发技术包括艇载采集和常压溶解技术。
艇载采集技术是将水合物从海底采集到船上,再经过分离、恢复、脱除水分等步骤,最终得到天然气产品。
这种技术采集和处理过程复杂,对技术设备和人员要求较高,但能够直接利用水合物资源,是一种较为直接和高效的开发方式。
常压溶解技术则是在常温常压下,以添加剂辅助,将水合物转化为气相和水相,以便进行进一步处理。
该技术相对较为简单,无需特殊设备和条件,能够有效地提高水合物开发的经济性和可行性。
同时,储存和输送技术也是水合物资源开发的重要环节。
尽管天然气水合物在水下的压力和低温环境下保持稳定,但一旦离开这种环境,水合物会发生分解或变形。
天然气水合物试开采现状及理论技术发展趋势-2022
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天然气水合物试开采现状及理论技术发展趋势一、全球天然气水合物试开采现状分析天然气水合物(Natural Gas Hydrate,NGH)是水和甲烷气体形成的非化学计量性笼状晶体物质。
它的形成不仅需要时间和空间,还需要气源、水以及低温和高压的条件,因而主要在冻土层以下和海底陆坡生成。
其在自然界中大量存在且分布广泛,已在全球的79个国家超过230个区域发现天然气水合物。
就水合物的研究历程而言,主要可以划分为4个阶段:第一阶段是始于19世纪初的实验室合成研究阶段;第二阶段是始于20世纪30年代的管道及相关设备防堵研究阶段;第三阶段是始于20世纪60年代的自然界中水合物赋存证实阶段;第四阶段是始于20世纪90年代的资源勘查与试采阶段。
目前国际上先后在俄罗斯麦索雅哈、加拿大马更些三角洲、中国祁连山、美国阿拉斯加北坡冻土区和日本南海海槽、中国南海神狐海域进行过开采试验。
全球主要天然气水合物钻探与试采活动分布示意图2020年,中国南海海域进行了第2次试采,使用包括水平井+降压法等在内的一系列先进技术。
此次试采创造了产气总量86.14×104 m3、日均产气量2.87×104 m3两项世界纪录,实现了从“探索性试采”向“试验性试采”的重大跨越。
二、中国天然气水合物开采现状分析(一)中国天然气水合物发现地目前,中国已在南海、东海以及青藏高原冻土区成功钻获天然气水合物实物样品5处,发现地质、地球物理、地球化学等赋存标志7处,并在其他地区发现一系列天然气水合物异常标志。
中国已发现天然气水合物产地情况(二)中国天然气水合物资源量天然气水合物资源量是指地层(沉积物)中所蕴藏的天然气水合物资源总量,不管发现与否以及能否被开发利用。
依据工作程度可将资源量分成已发现资源量和待发现资源量两部分,并可进一步细分成潜在资源量、理论资源量、推测资源量、推定资源量、可采资源量和探明资源量等。
储量则指经过合理评价得出的有经济开发价值的天然气水合物量,依地质工作程度可细分成推测储量、推定储量、可采储量和探明储量等。
天然气水合物的发现和研究历史
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天然气水合物的发现和研究历史姚伯初编译国外地质,2000,(1):1-11天然气水台物的发现和研究历史分为以下三个阶段:1:从它的发现(1810年)到1934年此阶段中,科学家出于好奇心,将水和气体结合成固态的天然气水合物;2:从1934年至1960年主要将天然气水合物作为一种人造物质,科学家感兴趣的是它对天然气生产和加工的阻碍作用;3:从1960年至现在科学家发现在大洋中,永久冻土带内以及地球大气圈外的环境中均存在通过数百万年形成的天然气水合物。
目前是上述三个时期的最后时期,是天然气水台物发现史中最使人困惑的时期。
在十九世纪,水合物的初发现,总共有4O份出版物;至本世纪到1982年,有关水合物的出版物增加到80份。
一、实验室中的水合物1810年,Humphvey Davy先生用氯气发现了天然气水合物。
“在化学书中一般论述为:在低温条件下,氯气能浓缩和结晶。
我在几个实验中发现不是这样。
溶解在水中的氧氯化钾比净水更容易结冰。
但是,用石灰氯化钾干燥的纯气体在华氏4O度之下没有任何变化”Davy 于是说。
在随后的一又四分之一个世纪中,研究者的工作目标集中在两个方面:其一、集中认别形成水台物的所有化合物;其二、希望能定量地描述这些化合物及成份和物理性质。
表1总结性地列出了这个时期主要研究者的工作年代事件1810 Humphrey Davy先生发现氯化钾水合物1823 Faraday确定水合物分子式为C12·10H2O1882-83 Ditte和Maumene怀疑上述氯化钾水合物的组成1884 Roozeboom 确证了上述水合物的分子式1828 Lowig发现了溴水合物1876 Aiexeyeff对溴水物(Br2·H20)有异议1829 de Ia Rive发现了氧化硫水舍物,分子式为SO2·7H2O1848 Pierre测定了氧化硫水合物的分子式为SO2·11H2O1855 Schoenfield涮量出氧化巯水合物的分子式为SO2·14H2O1884-85 Roozeboom 第一次用SO2确定了水合物上、下四倍点1856-58 Berthelm (1856)、Milion (1860)、Dudaux (1867) 和Tanret(1878)对Cs2(铯)水台物组分持异议1885 Chancel和Parmentier确定了三氯甲烷水合物1882 Wroblewski测量了二氧化碳水合物1877-82 Cailletet和Caiiletet及Borclel第一次从CO2+PH3及H2S+PH3中测量了混合气体水合物1882 De Forcrand假设分子式为H2S·(12-16)H2O,测量了30对H2S与第二组分如CHCl、CH3Cl、C2H3Cl、C2H3Br及C2H3Cl的水合物,他认为气部组分为C·2H2S·23H2O1888 Viiiard得出H2S水合物与温度的相关性1888 Forerand和Villard测量了CH3CI和H2S水合物与温度的相关曲线1888 Villard测量了CH4、C2H4、C2H2和N20的水合物1890 Villard测最了C2H4·水合物,认为温度的下四倍点是随着所探索物质的分子量之增加而减少,他认为水合物是一种特殊晶体1896 Villard测量氮气水合物,假设的氰与氧气水台物;首先用热生成资料得到水/气比1897 De Forcrand和thomas探寻双水合物,发现混合水合物,由许多卤代烃和C2H2、CO2、C2H6混合而成1902 De Forcrand首先对AH 和成分使用了克劳一克拉珀关系I将15种水台物状态列成表1919 Scheller和Meyer改进了克劳一克拉珀技术1923-25 De Forermd 测量了氯和氙的水合物在第一时期中,法国科学家Villard和De Foxcrand为水合物做了很多工作。
天然气水合物的研究和应用
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天然气水合物的研究和应用天然气水合物(Natural Gas Hydrates,NGHs)是一种广泛存在于海底等低温高压环境中的天然气储存形式。
其中天然气以限制性捆绑水分子的形式被固定在水合物分子中,带来了巨大的储气量和储量潜力,同时也面临着技术难度、环境保护和经济效益等问题。
本文将就天然气水合物的研究、应用和未来展望进行探讨。
一、天然气水合物的发现和性质在19世纪,人们就已经在冰球岛的壳牌油田开掘中发现了天然气水合物。
随着海洋科学和石油勘探技术的发展,人们对天然气水合物的形成、分布、储量等方面有了更深入的认识。
目前已经发现了全球超过30个国家的水合物分布,总量估计达到10万亿立方米以上,比当前已开采的石油、天然气总量还要多。
天然气水合物的形成需要低温高压环境,一般在水深500米以上的海底沉积物中形成。
水合物分子为八面体结构,每个八面体分子中由6个水分子包围着1个天然气分子。
天然气分子主要是甲烷和少量乙烷等烷烃,烷烃的数量和种类取决于地质和气候条件。
天然气水合物的密度为0.9 g/cm³,比一般气体的密度大20到30倍,因此也被称为“固态天然气”。
二、天然气水合物的开采难题由于天然气水合物深藏于海底,固态且密度大,开采难度极大,需要高度发展的技术和设备支持。
一般而言,天然气水合物的开采并不直接进行,而是通过将水合物升到一定深度使其转变为气态天然气,再通过管道输送到海面上。
但这种技术和设备的研发和运用需要消耗大量的资源和能源,并且需要面对海底环境、恶劣天气和地震等因素的影响,也就带来了极大的经济和环境风险。
三、天然气水合物的应用前景天然气水合物储量丰富,意味着对于全球能源短缺问题的缓解有着重要意义。
同时,纯度高、热值佳、易于储存等天然气水合物的特点,使其在能源领域拥有极为广泛的应用前景。
目前,日本、韩国、中国等国家均在积极探索天然气水合物的开发与利用途径。
除了在能源领域的应用,天然气水合物还有着广泛的研究价值。
浅谈天然气水合物的研究简史
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浅谈天然气水合物的研究简史摘要:天然气水合物是天然气以水合物形式存在的一种天然气在水中的赋存状态,是清洁、高效、高储量的新型能源。
人们对天然气水合物从发现到逐步认识、开发利用的研究已有二百年的历史,大致可分为天然气水合物起步研究阶段、天然气水合物应用研究发展阶段、专题研究阶段。
关键词:天然气水合物研究简史天然气是重要的化工原料和清洁能源,在世界能源消费结构中,天然气已占23%。
随着传统化石燃料煤、石油的逐步枯竭,天然气的能源地位有进一步增加的趋势,必将成为未来的主导能源。
天然气水合物是天然气以水合物形式存在的一种天然气在水中的赋存状态,是清洁、高效、高储量的新型能源。
随着中国在南海连续试采天然气水合物的成功,人们对天然气水合物的研究不断深入,以水合物形式储运天然气技术得到了人们更大地关注。
人们对水合物从发现到逐步认识、开发利用的研究已有二百年的历史,大致可分为以下几个研究阶段:天然气水合物起步研究阶段:1810年,英国皇家学会会员Davy首次在实验室发现气水化合物。
随后,美国、法国等国家的科学家也合成了一系列的气体水合物。
1888年Valard人工合成天然气水合物。
这一阶段人们对气水合物的研究主要停留在实验室研究,研究重点在于化学组分与物质结构,且争议颇多。
天然气水合物应用研究发展阶段:1934年,前苏联在被堵塞的天然气输气管道里发现了天然气水合物。
由于水合物的形成,输气管道被堵塞,前苏联的大量研究主要是以如何预防天然气水合物的生成以避免输气管道的堵塞为研究目的。
在二十世纪四十年代末,天然气形成水合物后体积会缩小这一特点逐渐引起了科学家的研究兴趣,科学家们开始了发展天然气水合物成为一类天然气储运新方式的探索。
根据Parent(1948)的计算,成分组成为80%甲烷,10%乙烷,5%丙烷,4%正、异丁烷及1%惰性气体的天然气形成水合物后体积变为原来的1/156。
1951年,Claussen等人发现了水合物的I型和II型两种结构。
天然气水合物的研究与开发
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天然气水合物的研究与开发天然气水合物(Natural Gas Hydrates,简称NGHs)是一种在特定条件下形成的固态结构,由天然气分子以水分子形成的晶体结构。
在自然界中,NGHs广泛分布于陆地和海洋之中,是一种重要的新能源资源。
本文将从NGHs的形成机制、地理分布、开发前景以及研究与开发进展等方面进行详细阐述,以加深对NGHs的认识。
首先,NGHs的形成机制是指在一定的温度和压力条件下,天然气分子与水分子形成稳定的晶体结构。
NGHs的形成需要特定的压力和温度条件,一般在深海及寒冷地区的沉积物中存在较为丰富。
在这些地区,水合物可通过天然气溶解在水中并与水形成晶体而形成。
NGHs的形成条件相对较为苛刻,通常要求温度低于0°C和压力高于零度压力。
NGHs的地理分布广泛,主要存在于深海和季节性寒冷地区的沉积物中。
据估计,全球水合物资源量巨大,达到约2.8×1017立方米的天然气,相当于传统石油和天然气资源储量的数倍。
深海中的NGHs资源最为丰富,其中包括大西洋、太平洋、印度洋和北冰洋等深海区域。
此外,季节性寒冷地区,如北极和西伯利亚,也是重要的NGHs资源区。
NGHs作为一种潜在的能源资源,具有巨大的开发前景。
首先,NGHs的资源量巨大,可为全球能源消耗提供巨大的补充;其次,NGHs的燃烧产物相对于传统燃煤和石油相对清洁,减少大气污染物净排放。
此外,NGHs的开采和利用对环境影响相对较低,对全球气候变化具有积极的影响。
因此,NGHs的开发是当前能源领域的研究热点之一。
目前,关于NGHs的研究与开发已经取得了一定的进展。
在研究方面,人们对NGHs的形成机制、分布规律及资源量进行了深入研究。
通过实验室模拟和航次观测等手段,开展了大量的水合物研究。
在开发方面,人们提出了多种开发利用技术,如钻井开采、热解开采和化学开采等。
此外,还积极推动国际合作,加强技术交流与合作,在NGHs的开发与利用方面取得了一定的进展。
天然气水合物开发利用技术研究
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天然气水合物开发利用技术研究【前言】随着石油、天然气等传统能源的逐渐枯竭及环保意识的增强,天然气水合物作为一种新型清洁能源逐渐受到人们的关注和重视。
天然气水合物又称为火焰冰,是一种结晶的固态油气,具有高密度、高稳定性和储量丰富等特点。
本文将就天然气水合物开发利用技术进行全面探讨。
【天然气水合物,清洁能源新趋势】天然气水合物是由天然气和水在高压高温条件下生成的一种可燃气体固态沉淀,其主要成分是甲烷,占总量的90%以上。
天然气水合物分布广泛,目前世界范围内已发现近200处天然气水合物沉积。
据估算,全球天然气水合物资源总量为数千亿立方米,为传统天然气资源的数倍以上。
天然气水合物的开发利用是未来的一个重要方向。
与传统石油、天然气等化石能源相比,天然气水合物具有以下优势:1.清洁环保。
天然气水合物不产生硫化物、氮氧化物等有害气体,对环境的污染较小。
2.高储量。
天然气水合物的储量巨大,据称其储量比天然气还要高出两倍以上。
3.高热值。
天然气水合物的热值比天然气高出30%以上,且燃烧后不会产生二氧化碳等有害气体。
【天然气水合物开发利用技术】天然气水合物的开发利用主要涉及到以下几个方面的技术:1.探测技术。
天然气水合物主要分布在深海和寒带沙漠地区,如何找到含水合物的沉积区域是首要问题。
目前,探测技术主要包括声波探测、电磁探测、地震勘探等。
2.开采技术。
由于天然气水合物存在于深海或高纬度地区,采掘难度较大。
目前主要的采掘技术有钻井法和生产试验法,后者具有环保、效率高的优势。
3.破碎技术。
由于天然气水合物是一种结晶的固态油气,需要使用破碎技术进行开采。
目前,破碎技术主要包括水力冲击破碎、热力破碎等。
4.分离技术。
天然气水合物中除了甲烷,还包括一些杂质气体和水。
分离技术是将其分离并提取出甲烷的必要步骤,目前主要采用的是压力升降法、温度升降法、脱水分离法等。
【国内外天然气水合物开发利用现状】目前,全球天然气水合物的开采利用尚处于起步阶段。
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天然气水合物研究历程及发展趋势摘要综合国内外关于天然气水合物的研究,概述其从发现、初步研究到深入研究的历程,总结了各阶段国内外天然气水合物研究的成果和进展。
从1810年发现天然气水合物以来,世界各地的科学家对气水化合物的类型和物化性质、自然赋存条件和成藏条件、资源评价、勘探开发手段等进行了广泛而卓有成效的研究。
总结世界各国天然气水合物的研究现状并指出了其发展趋势。
研究表明我国的许多海区具有天然气水合物形成的条件,希望2020年能够进行商业开采。
关键词:天然气水合物(gas hydrates)是一种由气体和水形成的冰状白色固态晶体,常在一种特定的高压低温条件下形成并稳定存在,广泛发育在浅海底层沉积物和深海大陆斜坡沉积地层以及极地地区的永久冻土层中。
目前各国科学家对全球天然气水合物的资源量较为一致的评价为2×1016m3,是剩余天然气储量的136倍(1·56×1 014 m3),如果将此储量折算为地球上的有机碳资源,它将占总资源的一半以上。
1国外天然气水合物的研究现状由于当前化石燃料(包括煤、石油与天然气),特别是其中的石油和天然气能源的短缺,使人们对天然气水合物这种高效潜在能源格外关注,自20世纪90年代以来,世界各国对潜力巨大的新型能源—天然气水合物的研究做了大量投入,已经取得了重大进展。
1995年,美国在海上钻井平台(简称ODP)第164航次中,率先在布莱克海脊布设了3口勘探井,首次有计划地取得了天然气水合物样品。
美国参议院委员会在1998年5月一致通过1418号议案—“天然气水合物研究与资源开发计划”。
把天然气水合物资源作为国家发展的战略能源列入长远计划,决定批准用于天然气水合物资源研究开发的每年投入为2 000万美元,计划到2015年实现商业性开采。
2002年4月,在圣彼德堡召开的国际海洋矿产会议上,美国地质调查局的W·J·Wintres展示的天然气水合物和沉积物检验实验室装置(简称GHASTLI)代表了当前天然气水合物模拟实验的最高水平,正在进行的是自然界和实验室形成的天然气水合物-沉积物的物理性质的研究。
日本是个资源贫乏且能源消费大国,因而多年来对天然气水合物的勘探开发、研究和实验等方面进行了相当大的投入,并在其各领域取得领先的水平。
1995年日本专门成立了甲烷水合物开发促进委员会,对勘察天然气水合物的相关技术进行深入研究,并指定了研究开发的“五年计划”(1995—1999年),在5年内投入150亿日元,并于1997年与美国、加拿大合作在阿拉斯加打了1口示范井,1999年之后在日本南海海槽打了6口勘探井。
据2002年3月22日《石油商报》报道,日本在加拿大西北部进行的开采天然气水合物实验已获得成功,并将在今后10年开发实用技术,用于近海海底天然气水合物的开采。
目前,以日本为主导的在加拿大麦肯齐三角洲钻探了天然气水合物井—“Mallik 2L38”井,证实在永久冻土带下面存在天然气水合物。
此外,印度、韩国、俄罗斯、加拿大、德国、墨西哥等国也对天然气水合物进行了调查和研究,并取得了许多成果。
2我国对天然气水合物的研究我国于20世纪80年代末开始关注天然气水合物,并对国外资料进行收集整理。
90年代以来,我国的天然气水合物研究工作进入到海上实际区域调查和实验模拟阶段。
目前,进行天然气水合物勘探研究的主要方法是地球物理方法。
数据显示:2000年,广州海洋地质调查局在我国南海至少130km的地震剖面上识别出了天然气水合物矿藏,探明矿层厚达80~300m。
专家估算这一地区天然气水合物总资源量达到643·5~772·2亿t油当量,约相当于我国陆上和近海石油天然气总资源量的二分之一。
据2001年6月1日《石油商报》报道,南海天然气水合物矿床较厚,有水合物显示的130km多道地震测量剖面上发现矿层显示厚度80~300m。
开展天然气水合物实验模拟技术的研究,可以了解天然气水合物的形成、富集和赋存条件及其成分和性质,为指导勘探开发和资源评价提供基础参数。
目前,国土资源部青岛海洋地质研究所建立了国内首个具有多种检测手段的海洋天然气水合物模拟实验室。
初步建立了海洋天然气水合物模拟实验室。
并在多个领域内有所创新。
该实验室利用1 000ml的高压釜,3次成功地合成出天然气水合物,并取出和点燃。
实验室还利用光通率的变化进行了甲烷在纯水中压力(P) -温度(T)条件的试验,并与国内外文献取得了满意的对比结果。
现在实验室正在进行沉积物中天然气水合物生成和分解模拟实验,利用超声和电阻法探测沉积物中天然气水合物的生成和分解,拟进行“粗”颗粒和“细”颗粒组分及纯水和海水中天然气水合物生成P T平衡条件实验,研究不同组分的差异,初步预测出何种组分更具生成水合物的条件。
该实验室在国内首次使用钛钢制作高压釜用于海洋天然气水合物模拟实验研究,提高了釜体的抗高压和耐腐蚀能力,首次研制成功与钢制高压釜配套的光纤自供光摄录像装置,提供了实时观察釜内反应的能力,首次使用光强透射比测试系统确定天然气水合物的合成与分解,提高了研究水平。
在国际上首次应用声衰减谱的方法测定松散沉积物中天然气水合物的生成和分解,该项技术在声衰减谱的应用方面居国际领先水平。
此外,石油大学、大庆石油开发研究院等单位在天然气水合物的实验模拟技术和管道中天然气水合物的探测和清除技术研究方面,如实验装置、热力学及动力学模型、气体混合物分离的研究、水合物动力学抑制剂的合成等研究已取得一些重要成果。
针对国外天然气水合物的研究动态,一些有远见卓识的科学家提出我国天然气水合物研究的科学目标应包括:①建立天然气水合物基础理论体系;②建立天然气水合物资源评价体系;③开发天然气水合物勘探、识别技术;④定量评价天然气水合物在全球碳循环和全球气候变化中的作用;⑤发展商业生产天然气水合物的技术与工艺;⑥发展天然气水合物安全生产的工程技术和海底灾害预警与防治技术体系。
3天然气水合物特点,成因及分布(1)结构特征。
天然气水合物是在高压低温状态下由水和气体组成的结晶冰态物,其结构特点为结晶水晶格的笼形结构包容了气体分子。
天然气水合物的晶体结构主要有3种:Ⅰ型(立方体心结构)、Ⅱ型(菱形立方结构)和H型(六方晶系),3种结构共有5种类型的气体占据空间。
通常占据空间的气体主要是甲烷,此外还有一些C2-C4烃类气体及CO2、H2S、N2等气体。
当前人们不断在发现天然气水合物新的地球化学标志,如水中氘的富集,天然气中He的增高,海底油气冷泉的存在,深海底(透光带以下)冷泉体系中的自养生物系统及其碳酸盐岩沉积,海底水体中CH4的浓度异常等被解释为寻找天然气水合物的地质地球化学标志。
(2)成因和基本条件。
地球化学研究表明,天然气水合物中天然气成因有3种:细菌—微生物成因(Ⅰ型)和深部热解成因(Ⅱ型),其中以细菌—微生物成因天然气为主;两者的混合成因称为H型。
这3种成因类型可根据天然气水合物的烃类组分比值(如C1/C2)及碳同位素成分进行判断。
天然气水合物形成的基本条件,包括:①低温,一般温度低于10℃;②高压,压力大于10 MPa;③天然气来源,包括深层热解气和浅层微生物成因的生物气;④有利的储集空间。
“自生自储”水合物的必要条件是TOC大于0.6%;如果水合物占据5%的孔隙,则TOC需要大于0.75%。
影响天然气水合物稳定带(HSZ)厚度和底界深度的主要因素包括:海平面变化、构造抬升、地温梯度变化、大气或海水温度变化和沉积物加积等,一般认为,漏失油气盆地(leaking basin)、板块汇聚边缘流体释放区、陆坡区和底劈发育区等是有利于天然气水合物富集的地区。
(3)分布与蕴藏资源量。
目前发现并证实在全球海洋和陆地分布有大量的天然气水合物,主要在海底。
全球已在40多个海域发现有天然气水合物存在的证据。
初步估测出全球天然气水合物的蕴藏资源量:甲烷气1×1015~1×1017m3(平均21×1015m3),甲烷碳约为10 000 Gt。
一些国家逐渐认清了本国自己的气体水合物资源家底,加速了勘探开发步伐。
美国于1999年6月制定了“美国甲烷水合物多年研究发展项目计划”,旨在为美国2015年进行天然气水合物商业性生产提供必需的科学知识与成果。
日本和印度出于资源短缺的严峻压力和对新能源的巨大期望,于1995年分别提出“气体水合物研究发展五年计划”和“国家勘探开发(1995—1999)计划”。
德国于2000年3月正式推出未来15年大型地学研究计划,“气体水合物:能源载体和气候因素”研究项目被列入该计划。
此外,俄罗斯、加拿大、荷兰、法国、巴西等国在国家或企业公司支持下,气体水合物的研究和开发也都十分活跃。
4天然气水合物勘探技术1971年前后,在大规模实施海洋地球物理探测过程中,Stoll、Wing、Bryan等许多学者都注意到,在海洋的不同地区均存在一种异常的地震反射层,呈现出高振幅、负极性、横向连续、大致平行于海底或与海底沉积层小角度斜交的特征,被称为拟海底反射层(Bottom simu-lating reflectors,简称为BSR)。
在地震剖面中,BSR一般呈现出高振幅、负极性、平行于海底和与活动沉积构造相交的特征,极易识别。
BSR随水深的增加而增加,随地热梯度的变化而变化。
Hollster等学者经研究论证(1972—1980)后认为,BSR的出现与海底存在的气体水合物有关,多出现于海底以下100~1100 m左右。
利用地震反射资料可确定海底BSR层,进而识别气体水合物形成、分布的地质条件,区分矿层顶底面埋深,确定矿层产状和厚度,查明气体水合物饱和度,识别矿层下面的游离气等。
一般来说,BSR之上为天然气水合物稳定带,BSR以下则可能存在游离气体。
同时通过深海钻探己证明这些具有BSR的地层确实存在天然气水合物。
BSR迅速被视为天然气水合物的地震地层学证据,成为勘查气体水合物的关键技术。
周蒂研究员指出,发现并认识到天然气水合物独特的BSR反射地球物理特性有重要意义。
BSR技术迅速成为勘查天然气水合物的关键技术,并结合钻探、地球化学探测和模拟实验等技术,初步形成一套天然气水合物综合勘查技术和方法。
计算机模拟技术应用于沉积物堆积和海平面变化过程中水合物的形成和分解、海洋沉积物的孔隙度、粒度等参数对水合物稳定条件的影响和水合物形成和聚集的时间等各种模拟均有了快速发展。
针对天然气水合物的特点,一系列开采方法近年来也取得很大发展,包括减压法、热激发法和化学试剂法等,通过增温、减压或添加催化剂等使天然气水合物分解成气体,进行采取。
5前景展望5·1天然气水合物将是本世纪最具潜力的新能源随着石油、煤等传统型能源的日益枯竭,人们对环保型能源需求的不断加大,天然气水合物必然会成为本世纪潜能巨大的烃类能源。