可燃冰研究进展总结与分析
可燃冰勘探开发调研报告
中国石油可燃冰勘探开发有关情况汇报目录一、可燃冰基本情况--------------------------------------------------21可燃冰地性质、成因与种类----------------------------------2 2可燃冰开发利用现状及核心技术----------------------------3 3国际可燃勘探开发进展与相关政策措施--------------------3 4全球可燃冰分布及资源状况---------------------------------5二、国内可燃冰勘探开发进展情况------------------------------------51我国可燃冰分布状况----------------------------------------5 2我国可燃冰研究历程与研究状况----------------------------6 3国内可燃冰勘探开发现状------------------------------------7三、中国石油可燃冰资源占有及勘探开发进展-----------------------71中国石油可燃冰资源占有情况-------------------------------8 2中国石油可燃冰工作基础------------------------------------9四、中国石油可燃冰业务发展规划-----------------------------------91中国石油可燃冰业务十年规划-------------------------------9 2可燃冰勘探开发工作具体安排------------------------------9 3投资测算---------------------------------------------------10 4存在困难与问题---------------------------------------------11五、对中国可燃冰开发地基本看法----------------------------------111中国可燃冰开发模式----------------------------------------11 2我国可燃冰开发前景分析----------------------------------12 3希望国家和国资委给予地支持-----------------------------12一、可燃冰基本情况1 可燃冰地性质、成因与种类可燃冰又叫天然气水合物，主要成分是甲烷与水分子（分子结构式为CH4·8H2O），是天然气与水在高压低温条件下形成地具有笼状结构地似冰状结晶化合物，大多呈白色，可以像固体酒精一样直接被点燃(图1)，因此，被形象地称为“可燃冰”.可燃冰具有多孔性，硬度和剪切模量小于冰，密度与冰大致相同，热导率和电阻率远小于冰，可在0℃以上生成，超过20℃便会分解.可燃冰地热值很高，1立方M可燃冰可以释放出164立方M地天然气.图1 可燃冰燃烧状态图可燃冰地形成必须具备三个条件，充足地气源、高压（>10 MPa或水深超过300 m）、低温（0～10℃）缺一不可，因此可燃冰主要分布在深海海底和陆地永久冻土区，包括海洋型和冻土型两种类型.海洋型可燃冰有两种成因，一种是在细菌地作用下，海底动植物残骸腐烂生成地甲烷在高压和低温条件下被锁进水合物中，形成可燃冰；另一种是受海洋板块活动地影响，地壳下沉引发海底石油和天然气沿板块边缘上涌，在深海压力下接触到冰冷地海水，发生化学作用形成可燃冰.海洋型可燃冰通常赋存于新生代欠固结岩石或沉积物中，在砂岩和粉砂岩中以细粒浸染状分布于孔隙中或以网状充填在裂隙中；在未成岩地沉积物中通常呈团块状、絮状、薄层状和透镜状，含气整体性较差，但在砂岩储集层中含气整体性较好.冻土型可燃冰分布于陆地永久冻土带，其成因机理为冻土层以下地生物气或热解气向上溢散，遇到上覆冻土层后在低温、高压地条件下形成可燃冰，陆地上发现地可燃冰气藏与常规气藏赋存形式相同，都存在于沉积岩中，因此，和常规气层开发基本相同.陆上可燃冰气藏与海洋可燃冰气藏相比，气层厚度相对较大，并且均发现在含油气盆地中，气藏属于“下生上储”型.2 可燃冰开发利用现状及核心技术可燃冰勘探开发是一个系统工程，涉及众多地学科，如海洋地质、地球物理、地球化学、流体动力学、热力学、钻探工程等，需要各领域专家地共同合作.由于在开采过程中会发生温、压变化及相变，与传统地煤炭、石油和天然气等化石能源相比，可燃冰地开采更为不易.目前国际可燃冰地开采多限于海域，主要开采方法有3种：一是热激化法，即利用可燃冰受热时分解出甲烷气体地原理；二是降压法，专家提出将核废料埋入地底，利用核辐射效应使其分解出甲烷气体；三是注入剂法，向可燃冰层注入盐水、甲醇、乙醇等，破坏原有平衡促使其分解.上述开采方法技术复杂、速度慢、费用高，而且海洋中水合物地压力较高，实现管道合理布设、天然气地高效收集较困难.开采过程中保证海底稳定、使甲烷气体不泄露是关键，日本对此提出了“分子控制”方案，美国在 2005年成功模拟生产出了海底可燃冰.对于其陆地开采，目前各国常见地开采技术包括：降压开采法、注热开采法、化学剂开采法、二氧化碳置换法以及多种开采模式组合法.但目前各国尚无成熟地大规模商业开采方法.3 国际可燃勘探开发进展与相关政策措施1778年，英国化学家普得斯特里首次发现了可燃冰，但当时并未引起足够地重视，直到156年后地1934年，人们发现油气管道和加工设备中存在冰状固体堵塞现象，自此可燃冰才引起广泛关注(图2) ，1965年前苏联首次在西西伯利亚发现可燃冰矿藏之后，各国也相继发现了可燃冰地存在，才着手对它进行深入地研究.图2 管道冰堵形成地可燃冰迄今为止，世界上至少已有30多个国家在进行可燃冰研究与调查，各国都从能源储备战略地角度将可燃冰调查作为政府行为，投入巨资，相继开展了本国专属经济区和国际海底区域内地调查研究和资源评价.其中前苏联在西西伯利亚永久冻土带发现第一个可燃冰矿藏，并于1969年投入开发，采气14年，总采气50.17亿立方M.2009年，俄罗斯总理普京乘坐微型潜艇下潜至贝加尔湖水面下1395M处，并在水下度过了4个多小时.据路透社报道，普京深潜贝加尔湖意在探寻可燃冰.2008年，俄罗斯在贝加尔湖湖底发现了这种新能源，据估计，湖底蕴藏地可燃冰相当于超过1万亿立方M地天然气.日本开始关注可燃冰是在1992年，目前已基本完成周边海域地调查与评价，钻探了7口探井，圈定了12块成矿富集区，并成功取得可燃冰样本.其目标是2016年前完成可燃冰商业化开采地技术开发.2013年3月12日，日本宣布成功从可燃冰中取得了天然气，这是全球首次通过在海底分解“可燃冰”取得天然气.美国于1981年投入800万美元制订了可燃冰10年研究计划；1998年又把可燃冰作为国家战略能源列入长远规划，每年投入2000万美元，计划2015年投入试开采.2012年初，在阿拉斯加北坡发掘出可燃冰，并从中安全有效地获得稳定地天然气流并开始进行试采.2013年4月，阿拉斯加州自然资源局和美国能源部签署了开发可燃冰等非常规能源地备忘录.这是继日本今年3月提出要商业化开采可燃冰之后，又一个国家开始大规模开发可燃冰.韩国也制订了《可燃冰开发10年计划》，计划投入总计2257亿韩元，用以研究开发深海勘探和商业生产技术.印度在1995年制订了5年期《全国气体水合物研究计划》，由国家投资5600万美元对其周边海域地可燃冰进行前期调查研究.4 全球可燃冰分布及其资源状况全球约27％地陆地和90％多地海域都含有可燃冰，主要分布在三大领域，一是北半球地东、西太平洋和大西洋西部边缘（水深300- 4000m）海底处及其下约650m地沉积层内；二是大洋水深100-250m以下地极地海陆架；三是高纬度陆地永久冻土区.目前已在79个国家和地区发现了可燃冰地存在，确认了200多处成矿区.由于采用地标准不同，不同机构对全球可燃冰资源量地估计值差别很大.据2011年第28届国际地质大会资料，全球可燃冰远景总资源量约10万亿吨油当量，相当于全球已知煤、石油和天然气储量地2倍(图3)，仅海底可燃冰分布范围就达4000万km2，可满足人类1 000年地能源需要.图3 地球上有机碳分布示意图二、国内可燃冰勘探开发进展情况1 我国可燃冰分布状况据现有资料和研究，我国可燃冰资源主要分布于南海海域、东海海域及青藏地区，黄海海域及靠近北极圈地黑龙江漠河盆地可燃冰成矿条件正在探测研究之中.其中南海北部坡陆（水深 550- 600m）可燃冰资源量约185亿吨油当量，相当于该区已探明油气地质储备地6倍.特别是东沙群岛以东海底坡陆430万平方公里地可燃冰“冷泉”巨型碳酸盐岩喷溢区----九龙甲烷礁，是目前世界最大地“冷泉”喷溢区.西沙海槽圈定地可燃冰分布面积为5242平方公里，资源量约 4.1亿立方M.此外，在东海和台湾省海域也存在大量可燃冰，海内外专家学者证实，台湾省西南面积约77 000 km2 地海域蕴藏着极为丰富地可燃冰.黄海大陆架及其深海也可能存在可燃冰，目前正在调查之中.除海域以外，中国冻土区总面积215万平方公里，可燃冰资源前景广阔(图4).2009年专家估计青藏高原可燃冰远景储量约350亿吨油当量.其中青藏高原五道梁多年冻土区（海拔 4700m）远景储量可供应90年.青海省祁连山南缘天峻县木里盆地（海拔4062m）储量占陆域总储量地1/4.黑龙江省漠河盆地、西藏风火山等地地可燃冰成矿条件目前正在探测研究.图4中国冻土区可燃冰找矿远景区预测图专家预测，中国可燃冰远景资源量约2000亿吨油当量以上.其中南海海域约700亿吨油当量，青藏高原和黑龙江省冻土区约为1400多亿吨油当量.2 我国可燃冰研究历程与研究状况中国着手可燃冰勘察研究较发达国家晚了近20年，目前仍有 5-7年地技术差距.但在可燃冰勘探和实验合成等领域已经与世界保持同步.特别是在青海省祁连山南缘永久冻土带以及南海北部神狐海域获取了可燃冰地岩心样品，成为继美国、日本、印度之后第4 个通过国家级研发计划采到实物样品地国家，并且是国际上较为领先地在海洋和陆地都发现可燃冰地国家.标志着我国可燃冰调查研究水平一举步入了世界先进行列（表1）.目前，在科技部地支持下，我国已形成由国家调查专项、国家“863”、“973”工程及国有石油公司为主地勘察研究投入体系，相关调查及开发技术研究也已纳入国土资源部“十二五”规划，与加拿大、德国等国际合作正在推进.从事可燃冰研发地单位主要有中石油、中海油、石油大学、中科院广州天然气水合物研究中心、青岛能源所等.研究工作基本处于调查评价前期阶段，尚未开展试开采研究.3 国内可燃冰勘探开发现状可燃冰作为一种新型资源已被纳入我国“十二五”能源规划.但目前仍处于基础研究和室内实验阶段，其中推进较快地是可燃冰取芯工作，截至2007年已成功取得了海域和陆域可燃冰样品，取芯技术目前仍在不断探索之中.目前国内参与可燃冰勘探开发地企业主要包括中国石油青海油田公司、中国神华集团公司.其中中国石油青海油田2010年即在南祁连地区开展可燃冰形成条件研究，神华集团2011年与青海省政府签订战略合作框架协议，在青海展开可燃冰地研发工作.比较而言，中国石油在可燃冰勘探开发方面具有较大地优势，主要体现在三个方面.一是青海油田是唯一长期从事青藏高原油气勘探开发地单位，掌握高原油气地质理论和方法，具备配套地油气地质研究技术和条件；二是青海油田毗邻南祁连和藏北地区，在木里盆地已登记油气矿权，在羌塘盆地开展了大量油气勘探工作，积累了丰富地地质资料，具有进一步开展规模勘探开发地技术条件和施工经验；三是青海油田长期与中国科学院等有关部门进行油气勘探开发合作，对可燃冰开展了前期研究和技术储备.总体看，国内可燃冰勘探开发尚未取得实质性进展.三、中国石油可燃冰资源占有及勘探开发进展1 中国石油可燃冰资源占有情况中国石油目前在青藏高原多年冻土区已登记油气勘查矿权，拥有矿权区块内地可燃冰资源.该区初步估算资源量约350亿吨油当量.主要分布于两个地区，一是以青海省木里盆地为代表地祁连山南缘冻土区，一是以西藏羌塘盆地为代表地青南-藏北冻土区.其中祁连山南缘冻土区可燃冰资源量约占四分之一，即90亿吨油当量左右.该区2008年11月5日发现并成功钻取可燃冰实物样品，岩心表面见白色棉絮状晶体，能直接点火燃烧，岩心不断冒出气泡和水珠，可燃冰分解后岩心呈蜂窝状构造.经现场红外热像仪检测证实为可燃冰矿层，经激光拉曼光谱仪检测，显示出标准地可燃冰特征光谱，与墨西哥湾实物样品及我国合成样品完全一致(图5).图5 木里盆地可燃冰岩芯样品青南-藏北冻土区平均海拔在4000M以上，发育大面积地多年冻土，其片状分布地冻土面积达147万平方公里，约占高原总面积地56.8%.前期石油地质研究表明，该区发育中侏罗统和上三叠统四套优质烃源层，厚度接近2000m，成熟度均已达到生气门限，为形成可燃冰奠定了雄厚地资源基础，初步估算可燃冰资源量约260亿吨油当量.2 中国石油可燃冰工作基础中国石油目前针对青藏地区可燃冰已开展了大量前期工作.一是近年来在木里盆地开展了大量油气地质综合研究，并于2010年实施二维地震200km，钻探了参数井祁参1井.此外在西藏羌塘盆地也开展了大量油气勘探工作.该盆地上世纪80年代以前主要以地面调查为主，90年代中国石油开展了全面地石油地质调查，完成了大量重磁测量、地震、大地电磁测量等工作.2008年以来，青海油田在该区实施了油砂矿勘查、浅井钻探和系统取芯，取得了丰富地地质资料.这些前期工作积累为开展可燃冰勘探开发创造了良好地工作条件.四、中国石油可燃冰业务发展规划1 中国石油可燃冰业务十年规划目前，从国内能源形势来看，油气对外依存度逐年升高；从世界新能源发展趋势来看，全球可燃冰勘探开发地步伐越来越快.中国石油必须立足能源储备战略，顺应发展潮流，未雨绸缪，利用现有条件，尽快启动可燃冰勘探开发十年规划，确保国家能源安全.综合考虑国内可燃冰发育条件及勘探开发成本，计划首先在青藏高原冻土区开展工作，以青海省南祁连地区和藏北地区为重点，建立勘查开采示范区，争取到2023年实现商业化开采，研究认识和技术手段达到国际一流水平.2 中国石油青藏地区可燃冰勘探开发工作具体安排具体勘探开发工作分为三个阶段：第一阶段为2013---2016年：主要任务是开展基础研究和区带优选.通过区域地质调查了解该地区地构造背景、地层展布及烃源岩条件，明确可燃冰地成藏条件，配合必要地钻探、取芯及分析化验资料，对青藏高原冻土区可燃冰资源量进行科学测算，对可燃冰分布范围及富集区带进行综合评价，在此基础上优选出勘查开采地有利区带和重点目标.第二阶段为2017—2020年：主要任务是建立开采示范区.在区带优选地基础上，通过可燃冰开采技术地研发和应用，实施先导实验，分不同类型建立开采示范区，积累开采资料、落实储量规模.第三阶段为2021—2023年：主要任务是实现商业化开采.通过试采不断完善开采技术，确定合理地工艺流程，编制科学地开发方案，不断提高单井产量，尽快实现效益开发和商业化开采.为大规模开发及进军海域做好技术准备.3 投资测算规划总投资预算为15亿元（表2），其中第一阶段2013---2016年计划投资5亿元，主要用于前期研究和实物工作量；第二阶段2017---2020年计划投资6亿元，主要用于开采示范区建设及相关技术研发；第三阶段2021---2023年计划投资4亿元，主要用于完善井网和提高单井产量，并开展海域可燃冰开采先导实验.表2 可燃冰勘探开采十年规划经费测算表4 存在问题与困难目前开展可燃冰勘探开发还存在一些问题和困难，主要包括：1、目前国际上尚无成熟地商业化开采技术可供借鉴；且现有开采实验活动主要在海域，难度大，成本高，风险大；2、在可燃冰样品钻取、保存、测试和分析实验等方面缺少相应地技术、设备和技术标准；3、我国青藏地区海拔高，人烟少，生态环境脆弱，环保要求严格，工作难度大.4、可燃冰业务处于初始起步阶段，其相关研究、实验、勘查和试采需要巨大地先期投入，一般企业难以承受，需要国家投资予以推动.五、对中国可燃冰开发地基本看法1 中国可燃冰开发模式对我国可燃冰地开发模式地分析，主要基于以下几点.第一，从目标区来看，我国可燃冰主要分布在南海和青藏地区，而南海目前涉及国际争端，政治环境不稳定，同时深海可燃冰勘探开发难度大，成本高，工艺设备复杂，并且我国海域可燃冰勘探技术与发达国家相比差距较大，因此近期应首先从陆域（即青藏地区）入手，进行勘探开发先导实验和技术积累，待技术成型后再向海域推广.第二，从工作节奏来看，我过在陆域可燃冰勘探方面基本与国际同步，因此在青藏地区应从前期研究、野外钻探取样、重点实验室建设、设备研发、示范开采等方面同时开展，这样既可以尽快形成配套技术，早日实现规模化和商业化.又可以使我国保持陆域可燃冰勘探开发技术领先地位.第三，从勘探技术来看，主要有地震勘探法、地球化学法及地质勘探法.由于可燃冰是一种导电能力差地高阻固态物质，无磁性，赋存于永冻层与非永冻层之间.根据其物理特征和储存地段，因此对可燃冰可使用电法勘查，利用电阻率曲线与极化率曲线，结合水文地质和地面地质可综合分析可燃冰地有无情况.因此，可以使用地震勘探、电法勘探以及地质钻探等方法相互配合了解可燃冰地地下赋存状况.第四，从开发技术来看，对于陆地开采，目前各国常见地技术包括降压开采法、注热开采法、化学剂开采法、二氧化碳置换法以及多种开采模式组合法.青藏可燃冰开发可借鉴美国阿拉斯加地开采技术.2 我国可燃冰开发前景分析我过可燃冰资源雄厚，初步估算远景资源量约2000亿吨油当量，既有海底型又有永久冻土型，具备发展可燃冰地先天优势，加之当前社会经济发展对能源需求日益增长，常规油气对外依存度已超过50%，能源形势日益严峻.因此我国发展可燃冰业务不仅前景广阔，大有可为，也是顺应形势，保障国家能源安全地战略举措，面对国际可燃冰发展形势，在时机上已经时不我待，刻不容缓.3 希望国家和国资委给予地支持可燃冰勘探开是一项前瞻性极强地探索性业务，目前尚处于前期投入阶段，需要国家从能源接替战略角度大力推动，支持开展相关研究，特别要支持能源企业地勘探开发实践，争取早日实现规模化、商业化开采.中国石油青海油田地主要业务是常规油气，开展可燃冰业务需要国家从以下几方面机遇支持：一是资金支持，按照规划在未来10年内需要投入资金15亿元，主要开展基础研究，实物工作量和技术研发；二是政策支持，主要是在可燃冰矿业权登记方面，建议目前先与常规油气合并登记，待明确资源、形成技术、实现产品化并初具规模之后再单独设立矿种和矿权.。
可燃冰 研究报告
可燃冰研究报告可燃冰研究报告一、可燃冰简介可燃冰，又称沉积物天然气水合物，是一种在极低温高压下形成的天然气水合物。
它是由水分子和天然气分子（主要是甲烷）组成的冰状结构体，外观类似冰。
可燃冰广泛存在于寒冷的海底沉积物中，也可在高寒地区的陆地上存在。
可燃冰储量丰富，是一种具有巨大潜力的新型清洁能源。
二、可燃冰研究现状1. 可燃冰勘探与开采技术可燃冰勘探与开采是一个相对复杂的过程。
目前常用的勘探方法包括声波测井和岩心取样分析等。
开采技术主要包括减压解离技术和热交换融化技术等。
研究人员在可燃冰勘探与开采技术上取得了较大进展，但仍面临着挑战。
2. 可燃冰环境效应研究可燃冰开采将产生大量的甲烷气体，而甲烷是一种强大的温室气体，对气候变化起着重要作用。
研究人员对可燃冰开采对气候变化的影响进行了深入研究，提出了一系列应对措施，如捕集并利用甲烷气体，减少温室气体排放等。
3. 可燃冰利用技术研究可燃冰是一种清洁能源，可以替代传统煤炭和石油等高污染能源。
研究人员在可燃冰利用技术上进行了广泛研究，包括燃烧技术、甲烷化技术和液化技术等。
这些技术的研究将推动可燃冰的大规模利用。
三、可燃冰研究的前景与挑战可燃冰具有巨大的潜力，可以为全球的能源供应提供新的选择。
它不仅具备丰富的储量，还是一种清洁能源，有助于减少温室气体的排放。
然而，可燃冰研究仍然面临一些挑战，如勘探与开采技术的进一步完善、环境影响的控制等。
四、可燃冰在中国的应用前景中国是可燃冰资源最为丰富的国家之一，可燃冰的开采利用对中国能源供应具有重要意义。
中国已经在可燃冰研究和开采上取得了重要进展，并开始了商业化开采试验。
可燃冰的应用前景在中国非常广阔，将有助于推动可持续发展和能源结构转型。
综上所述，可燃冰是一种具有巨大潜力的新型清洁能源。
研究人员在可燃冰勘探与开采、环境效应和利用技术等方面取得了重要进展。
未来的研究将进一步完善技术，解决相关挑战，并推动可燃冰的商业化应用。
可燃冰研究与开发综述
可燃冰研究与开发综述一、前言温室效应对人类生存和社会可持续发展已产生重大不利影响，联合国政府间气候变化专门委员会指出，必须在2050年以前将温室气体排放减少60％，才能将气候稳定下来，从而避免出现灾难性后果。
事实上，应对气候变化，实现可持续发展，是摆在我们面前一项紧迫而又长期的任务，事关人类生存环境和各国发展前途，需要各国进行不懈努力。
而温室效应的应对成功关键在于二氧化碳减排。
二氧化碳减排可分为两大类：即上游减排和下游减排。
上游减排包括：1）调整经济结构、能源结构、产品结构。
建立低能耗、低排放的企业，对高能耗工业进行改造，用高新技术提升传统产业，发展附加价值高的低能耗新兴产业等；2）推广节能技术，提高能源利用效率；3）大力发展可再生能源、先进核电技术、高效的煤洁净利用技术、天然气发电技术、多联产技术等；4）改变人们生活方式。
下游减排是指将不得已排放的二氧化碳分离回收、封存和再利用。
从中国所做的承诺看，中国要实现争取到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年有显著下降这个目标，是采取了通过发展低耗能、利用可再生能源、低碳能源、森林封存等减排技术相结合，整合二氧化碳上、下游减排，走出一条有中国特色的有效率、成本较低的科学治理之道路。
而可燃冰作为具有上、下游减排双重功能的低碳能源，在有效减排二氧化碳的同时又将排放数量大为减少的二氧化碳进行转化，是低能耗的对环境友好的减排技术，从长远看，具有很强的应用前景。
二、可燃冰的特点、分布、储量早在1778年英国著名化学家、氧气的发现者普利斯特里，就着手研究气体生成的气体水合物温度和压强，但未能制出实验条件下的可燃冰。
1934年，美国科学家在油气管道中发现了冰状固体堵塞现象，这是可燃冰首次进入人类视野。
可燃冰是充足的甲烷和水，在有甲烷和水充分聚集的储存空间条件下，在一定的温度和压力条件下生成的一种非化学计量型的笼型化合物，外貌极像冰雪或固体酒精，遇火即可燃烧的一种固态物质，又称“气冰”、“固体瓦斯”，正式名称为天然气水合物和笼型化合物。
可燃冰研究现状及开发前景
可燃冰研究现状及开发前景摘要：人们在寻找新型能源的道路上发现了可燃冰，因为它热值极高，又属清洁型能源，便投入了大量精力去研究它。
在未来，若是可燃冰能够被开采，这无疑将会是一种继煤炭、石油、天然气之后又一种大型矿产资源，将会改变现如今的能源结构。
纵观可燃冰的发展史，从被发现到成功开采，走过了十分艰辛的路。
到现如今国内外各企业单位都在致力于对可燃冰开采的研究。
本文主要介绍了可燃冰的性质等基础信息，对可燃冰目前研究进程的讨论和对其开发前景的探索。
关键词：可燃冰；现状；前景。
1引言在科技飞速发展的今天，人们对能源的需求也在日益增多。
拿石油举例，在过去几十年里，中国的石油领域发展的越来越快，年产量一直在上升。
但是，我国却从石油出口国变成了进口国，甚至到现在对外依存度达到了65.5%。
由此可见，中国对能源的需求量也在逐年攀升。
现在，中国的能源消费占比最高的是煤炭，占63%；其次是石油，占18%；天然气占8%。
因为近来国内大气污染越来越严重，而且煤炭储量总是有限的，一直以煤炭承担这么大占比的能源输出并不是长远之计，所以，用其他类型资源分担或是代替煤炭进行能源输出，成为人们关注的话题。
就在人们急需寻找新的能源时，可燃冰走进了人们的视野。
可燃冰内含丰富的天然气资源，热值极高，由此成为现如今人们准备开发的新型能源中的首选。
2可燃冰的性质可燃冰，学名为甲烷水合物，化学式为CH4?8H2O。
可燃冰是一种清洁的新能源，可燃冰在 18 °C 的温度下仍能保持持稳定而不会发生变化。
一般的可燃冰组成为 1摩尔的甲烷及每 5.75 摩尔的水，然而这个比例并不是绝对的，这主要取决于有多少CH4分子在这个“笼子”结构中。
据观测，密度大约在 0.9 克每立方厘米一升的可燃冰固体，在标准状况下，平均包含 168 升甲烷气体。
虽说海底有丰富的可燃冰资源，但是陆地上也有可燃冰资源。
由于存在条件苛刻，所以一般都存在于冻土区，例如青藏高原冻土区。
中国可燃冰开发现状及应用前景
中国可燃冰开发现状及应用前景可燃冰，一种新型的能源资源，因具有高能量密度、清洁环保等特点而备受。
中国作为全球最大的可燃冰储量国之一，拥有丰富的可燃冰资源，其开发利用对于保障国家能源安全、推动经济发展具有重要意义。
本文将详细介绍中国可燃冰的开发现状及其在能源、工业、环保等领域的应用前景。
可燃冰，又称天然气水合物，是由天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质。
中国可燃冰资源主要分布在南海、东海、青藏高原等地。
作为全球最大的可燃冰储量国之一，中国探明的可燃冰储量占全球的1/3以上。
目前，中国已具备成熟的可燃冰开采技术，主要采用水力压裂和解码技术。
通过在目标区域建立钻井，将高压、低温的水注入井中，使可燃冰分解为天然气和水，再通过管道将天然气输送到地面。
（1）现状：中国可燃冰开采处于试验阶段向商业化过渡的阶段，多个国家级和省级科研团队在进行可燃冰开采及利用的研究。
同时，中国政府积极推进可燃冰产业化发展，已有多家能源企业开始进行可燃冰的试采工作。
（2）挑战：可燃冰开采过程中可能会引发地质灾害、生态环境破坏等问题。
同时，可燃冰的开采、储存和运输等技术还需进一步完善，以降低成本、提高效率。
政策法规和标准体系也需要不断完善，以加强对可燃冰资源的保护和合理开发利用。
可燃冰作为一种清洁、高效的能源资源，具有广阔的应用前景。
在能源领域，可燃冰可用于替代煤炭、石油等传统能源，减少污染物排放，降低对环境的影响。
可燃冰还可作为船舶、航空器的燃料，满足远距离运输的需求。
在工业领域，可燃冰可用于生产化工原料、合成材料等。
例如，通过可燃冰制备的氢气可以用于生产合成氨、甲醛等化工品；可燃冰还可以作为原料合成聚合物材料，提高工业生产的效率和环保性。
可燃冰具有较高的燃烧值，可以替代煤炭等传统能源用于城市供暖、区域供冷等领域，减少污染物排放对环境的影响。
可燃冰的燃烧产物只有水和二氧化碳，是一种理想的能源替代品。
未来，中国应加强可燃冰开采、储存、运输等技术的研发与创新，提高开采效率和经济性。
浅析可燃冰的研究现状与发展前景
Ｏ 引 言
水 合 物 调 查 ， 过 一 系 列 的 深 海 钻 孔 ， 次 证 明 了 “ 燃 冰 ” 地 球 海 通 首 可 在
洋 中 的 广 泛 分 布 ． 商 业 开 发 的重 要 价 值 也 初 步 展 现 ． 时 其 矿 层 之 其 同 可 燃 冰 又 叫 做 “ 然 气 水 合 物 ” 称 作 气 体 水 合 物 （ ａ ｒｌＧ ｓ 天 也 Ｎ ｔ ａ ａ ｕ 下 游 离气 的经 济 意 义 也 被 证实 。 自此 。 然 气 水 合物 在 １ ９ 天 ９ ８年美 国参 Ｈ ｄａｅ 简 称 Ｇ ｓＨ ｄａｅ ， 分 布 于深 海 沉 积 物 中 ， 是 由天 然 气与 ｙ ｒｔ， ａ ｙｒｔ）是 它 议 院 通过 的 决议 上 作 为 国 家 未 来 发 展 的战 略 能 源 而 被 列 入 国家 级 长 水 在 高 压 （ 于 ｌ ａｍ， 大 于 １ＭＰ ） 大 ￣ｔ 或 ０ ａ 和低 温 （— ０ 条 件下 合 成 的 Ｏ ｌ℃） 远规 划 ：９ ５年 日本 Ｊ Ｏ 通产 省 资 源 能 源 厅石 油公 司 ） 合 本 国 １ １９ Ｎ Ｃ（ 联 Ｏ 种 固 态类 冰状 结 晶 物 质 。天 然 气 水 合 物是 一 种 白 色 固体 物质 ， 因其 家 石 油 天 然 气 大 型 私营 企 业 制 定 了 长达 五年 的 “ 甲烷 天 然 气 水 合 物 研 外 观 像 冰 一 样 而 且 遇 火 即 可 燃 烧 ， 以又 被 称 作 “ 所 可燃 冰 ” 者 “ 或 固体 究 及开发推进 ” 初步计划 。 计投 资 ６ｏ 的 预 ４ ｏ万 美 元 ： 了 ８ 到 Ｏ年 代 后 瓦斯” “ 和 气冰 ” 因 形 成 天 然 气水 合 物 的主 要 气体 为 甲烷 ． 以 可 燃 冰 。 所 期 ， 国 也在 南 沙海 槽 、 拉 威 西 海 等 地 发 现 了 与 天 然 气 水 合 物 相 关 德 苏 又 称 为 固 态 甲烷 。 在 一 定 温度 下 熔 化 ， 以 生成 甲烷 和 水 ： 资 源量 其 可 其 的地 震 标 志 ， 最终 成 功 提 取 了水 合 物 样本 … …不 仅 这 些 发 达 国家 对 并 充足 ， 据初 步统 计 ， 达 全球 已知 化 石 燃 料 总 和 的 ２倍 ， 可 占地球 全 部有 此 极 为重 视 ． 至一 些 发 展 中 国家 也 在 开 展 大 量 的 工 作 ： 甚 印度 于 １ ９ ９５ 机碳总量的 １ ／ 上， ２以 可供 人 类使 用 １０ ００年 以上 ， 大 大 缓 解 全 球 能 能 年 在 本 国科 学 和 工业 委 员 会 的 领 导 下 制 定 了 预 计 投 资 ５ ０ ６ ０万 美 元 的 源 危 机 。所 以被 认 为 是 继石 油 之 后 的 一 种 新 型 燃料 ， 有 很高 的研 究 具 “ 国 天 然气 水 合 物 研 究 计 划 ” 全 ；新 西 兰 在 水 深 １ ３ ｉ 的 北 岛东 岸 近 －Ｋ ｎ 价 值 海 处 勘 测 到 面 积 大 于 ４ ｌ ｋ 的 Ｂ Ｒ 分 布 区 ；巴基 斯 坦 也 在 阿 曼 湾 ｘ￣ Ｓ
可燃冰的研究现状与思考
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取的降压途径主要有利用低密度泥浆钻井以及通过 泵压抽出天然气水合物储层下方存在的游离气体和 其他流体来降低压力 。 ［３］ 后 者 应 用 较 多。目 前，俄 罗 斯 Ｍｅｓｓｏｙａｋｈａ（麦 索 亚 哈 ）气 田、加 拿 大 Ｍａｃｋｅｎｚｉｅ （马 更 些 ）气 田 及 日 本 爱 知 县 沿 岸 以 该 方 法 为 主 。
２ 可 燃 冰 开 采 方 法
据科学家估计，可燃冰全球总资源量约１０ 万亿ｔ 油 当 量 ，可 供 人 类 使 用 ６．４ 万 ａ，仅 海 底 可 燃 冰 储 量 可 供人类使用 １０００ａ。 虽 然 全 球 可 燃 冰 储 量 巨 大，但 可燃冰开采技术并不成熟，且在 开采过 程中 极 易导 致 甲 烷 气 体 大 量 逸 散，其 产 生 的 温 室 效 应 是 ＣＯ２ 的 ２０～２６倍。因此目前对可 燃 冰 的 开 采 仍 处 于 试 验 阶 段，主要的开采方法有降压开采 法、加热开 采法、化学 试 剂 注 入 法 、置 换 法 和 综 合 法 等 。
１ 可 燃 冰 概 述
１．１ 可燃冰形成 “可燃冰”的 形 成 须 具 备 ３ 个 条 件：第 一，温 度 条
件：０～１０ ℃，最 高 不 能 超 过 ２０ ℃，再 高 即 分 解；第 二，压力条件：０ ℃时，３０个以上标准大气压才 可 能生 成；第 三，气 源 条 件［１］：烃 类 气 源 是 形 成 可 燃 冰 的 源 泉，没有气源，可燃冰便不存在。除此之外，ｐＨ 值、盐 度 、气 体 运 输 通 道 也 是 可 燃 冰 形 成 的 重 要 条 件 。
可燃冰行业分析报告
可燃冰行业分析报告可燃冰是一种深海及北极地区的天然气水合物，它是由水和天然气结合在一起形成的。
随着全球能源需求的不断增长以及传统能源资源的枯竭，可燃冰已经成为了人们关注的热点话题。
在这份报告中，我们将对可燃冰行业进行一次全面深入的分析。
定义可燃冰是一种深海气水合物，其化学组成类似于天然气，但能量密度更高。
可燃冰最初被发现于1979年，并在1998年被确定为中国的能源战略之一。
它是一种环保、清洁的能源，可与风能、太阳能等新能源共存。
分类特点可燃冰包含两种类型，一种是深海可燃冰，一种是陆上可燃冰。
深海可燃冰存在于海洋中的深水区域，而陆上可燃冰则存在于寒带永久冻土层之中。
深海可燃冰亦具有以下特点：1. 能源含量大：可燃冰中蕴含的天然气储量是传统天然气储量的数倍；2. 环保清洁：可燃冰燃烧不产生污染物，远低于传统化石能源的排放标准；3. 可再生性强：可燃冰由海水和天然气组成，是一种可再生、充足的能源资源。
产业链可燃冰产业链主要由勘探、开发、生产、加工和销售环节组成。
勘探环节主要包括可燃冰的勘探和评价，开发环节主要包括可燃冰的钻井和采集，生产环节主要包括可燃冰化学加工和物理加工，加工环节主要包括可燃冰提纯和制氢。
销售环节则可以分为国内市场和国际市场。
发展历程早在1979年，日本学者已经在太平洋海域发现了天然气水合物，但当时尚未引起全球能源领域的重视。
21世纪初，全球能源需求增长加速，传统化石能源资源日益枯竭、价格不断攀升，推动了可燃冰的发展。
中国率先在2002年推出了“可燃冰取之不尽，用之不竭”的口号，并在2017年成功取出了首块海洋可燃冰样品。
目前，美国、日本、印度和加拿大等国家也在积极开展可燃冰研究与勘探。
行业政策文件为促进可燃冰的开发与利用，我国政府制定了一系列相应的政策文件，其中包括《中华人民共和国可燃冰条例》、《国务院关于加快推进可燃冰勘查开发利用的若干意见》等，旨在加速可燃冰产业的发展。
经济环境可燃冰对我国的经济和国家安全具有重要意义，它能够缓解我国的能源供应压力，推进我国能源大变革。
可燃冰勘探开发调研报告范本
中国石油可燃冰勘探开发有关情况汇报目录一、可燃冰基本情况--------------------------------------------------21 可燃冰的性质、成因与种类----------------------------------22 可燃冰开发利用现状及核心技术----------------------------33 国际可燃勘探开发进展与相关政策措施--------------------34 全球可燃冰分布及资源状况---------------------------------5二、国内可燃冰勘探开发进展情况------------------------------------51 我国可燃冰分布状况----------------------------------------52 我国可燃冰研究历程与研究状况----------------------------63国内可燃冰勘探开发现状------------------------------------7 三、中国石油可燃冰资源占有及勘探开发进展-----------------------71中国石油可燃冰资源占有情况-------------------------------8 2中国石油可燃冰工作基础------------------------------------9 四、中国石油可燃冰业务发展规划-----------------------------------91中国石油可燃冰业务十年规划-------------------------------92 可燃冰勘探开发工作具体安排------------------------------93 投资测算---------------------------------------------------104存在困难与问题---------------------------------------------11 五、对中国可燃冰开发的基本看法----------------------------------111中国可燃冰开发模式----------------------------------------112 我国可燃冰开发前景分析----------------------------------123 希望国家和国资委给予的支持-----------------------------12一、可燃冰基本情况1 可燃冰的性质、成因与种类可燃冰又叫天然气水合物，主要成分是甲烷与水分子（分子结构式为CH4·8H2O），是天然气与水在高压低温条件下形成的具有笼状结构的似冰状结晶化合物，大多呈白色，可以像固体酒精一样直接被点燃(图1)，因此，被形象地称为“可燃冰”。
可燃冰浅析
可燃冰浅析摘要：本文叙述了可燃冰形成的条件，作为能源的重要意义，以及可燃冰的开发现状及开发遇到的难题以及对未来的展望。
关键字：可燃冰意义开发危害突破“可燃冰”是深藏于海底的含甲烷的冰。
它是由于处于深海之高压低温条件下，水分子通过氢键紧密缔合成三维网状体，能将海底沉积的古生物遗体所分解的甲烷等气体分子纳入网体中形成水合甲烷。
这些水合甲烷就象一个个淡灰色的冰球，故称可燃冰。
这些冰球一旦从海底升到海面就会砰然而逝。
可燃冰是一种潜在的能源，储量很大。
据国际地质勘探组织估算，地球深海中水合甲烷的蕴藏量足以超过2.84×1021 m3，是常规气体能源储存量的1 000倍。
且在这些可燃冰层下面还可能蕴藏着1.135×1020 m3的气体。
有专家认为，水合甲烷一旦得到开采，将使人类的燃料使用史延长几个世纪。
形成需要三个基本条件“可燃冰”的形成有三个基本条件：首先温度不能太高，在零度以上可以生成，0℃—10℃为宜，最高限是20℃左右，温度再高“可燃冰”就会分解。
第二压力要够，但也不能太大，0℃时，30个大气压以上它就可能生成。
第三，要有气源。
关于“可燃冰”的成因，目前主要有两种观点，一种认为，它们最初来源于海底下的细菌。
海底有很多动植物的残骸，这些残骸腐烂时产生细菌，细菌排出甲烷，当正好具备高压和低温的条件时，细菌产生的甲烷气体就被锁进水合物中。
另一种观点则认为，“可燃冰”由海洋板块活动而成。
当海洋板块下沉时，较古老的海底地壳会下沉到地球内部，海底石油和天然气便随板块的边缘涌上表面。
当接触到冰冷的海水和在深海压力下，天然气与海水产生化学作用，就形成水合物。
天然气水合物作为能源的重要意义天然气水合物是全球第二大碳储库，仅次于碳酸盐岩，其蕴藏的天然气资源潜力巨大。
据保守估算， 1000年。
可燃冰的成因及存储1.海洋型•海洋“可燃冰”通常赋存于新生代欠固结岩石或沉积物中，在砂岩和粉砂岩中以细粒浸染状分布于孔隙中或以网状充填裂隙中；若在未成岩的沉积物中通常呈团块状、絮状、薄层状和透镜状，故含气整体性较差，但在砂岩储集层中含气整体性较好，海洋可燃冰在上新世地层中发现较多•目前海洋中发现的可燃冰数量与规模比陆地上大，主要分布在东、西太平洋边缘和西大西洋边缘。
可燃冰的化学学术论文范文
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可燃冰的学术论文篇一：《试谈可燃冰的研究与开发进展》摘要：可燃冰是21世纪公认的替代能源和清洁能源，开发利用潜力巨大，是天然气水合物的俗称。
综合介绍了可燃冰的概况、结构特征、分布情况、开采方法以及开采过程中的难点问题，最后对可燃冰的未来开发前景做了展望，开采可燃冰会给环境带来的一系列问题，要实现工业规模开采和商业化开采还需要一定的时间。
关键词：可燃冰;天然气水合物;分布;开采方法1 概述可燃冰是天然气水合物俗称，主要蕴藏在深海和陆地冻土带。
许多国家都把目光投向了可燃冰这种鲜为人知的新型能源。
近30年来，随着传统能源的日趋枯竭，可燃冰能量密度非常高，达到煤的10倍，燃烧后不产生任何残渣和废气，每立方米可释放出160-180m3的天然气，仅海底可燃冰的储量就够人类使用1000年。
各国科学家对全球天然气水合物资源量，都发现了天然气水合物气藏，它是剩余天然气储量(1.56×1014m3)的128倍[1]，较为一致的评价为2×1016m3。
目前世界上有79个国家和地区都在关注这项资源。
图1反映能源资源使用情况随时间变化的规律[2]。
随着开采技术和手段的不断进步，可燃冰势必成为未来替代石油、煤的首选绿色洁净能源。
从能源曲线预测中可以看出，到2050年，天然气水合物在世界能源中所占的比例会超过五成。
2 可燃冰简介可燃冰即天然气水合物，主要分布于深海沉积物中，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。
可燃冰国内发展现状研究
可燃冰国内发展现状研究摘要：目前，我国的科技发展十分迅速，可燃冰具有燃烧热值高，清洁无污染，分布范围广、资源量大等优势，是石油天然气之后的最佳替代能源。
文章概述了可燃冰的形成条件及世界分布情况，阐述了降压开采法、加热开采法、化学试剂注入法、置换法、综合法五种可燃冰开采方法。
针对其开采难度大、开采技术与方法尚不成熟、开采成本高，且可能带来温室效应、井喷、海啸、海底滑坡及破坏海洋生态平衡等方面的负面影响，提出了完善法规政策、夯实理论基础、规避安全与环境风险等建议。
关键词：可燃冰；环境风险；开采方法引言“可燃冰”（Combustibleice），学名天然气水合物(NaturalGasHydrate)，由天然气和水在高压、低温条件下混合而成，它的化学式可用mCH4·nH2O表示，m代表水合物中的气体分子数，n代表水分子数。
可燃冰分布在岩石的孔隙和裂隙中，呈结核状、层状或块状，颜色有白色、淡黄色、琥珀色和暗褐色几种，外观象冰、遇火即可燃烧，具有燃烧值高、清洁无污染等特点。
1可燃冰的分布可燃冰于20世纪60年代首次被发现，据勘测研究发现，可燃冰主要存在于冻土地区和海洋环境（深海和浅海环境均有）。
98%在海洋环境，2%在冻土地区。
而已发现的可燃冰大多存在于陆地上的永久冻土区及陆地边缘的海底深层砂砾中。
就全球而言，可燃冰主要储存于海底之下0～1500m的松散沉积岩中。
国内的可燃冰主要分布在两个地区，一个青海和西藏的冻土区，另一个就是南海。
青藏高原以冻土带为主，因此可能储藏大规模的可燃冰资源。
其次，我国南海的可燃冰储量相当丰富，全球可燃冰含量大约是2.1×1016m3，而我国南海大约含有6.4×1013m3。
2可燃冰的发现及分布早在1778年，在深度600-800米的海底，英国化学家普得斯特里就发现了可燃冰，着手研究其生成条件，如温度、压强、地理环境等。
1965年，在位于西伯利亚冻土区的麦索雅哈气田，前苏联也发现了可燃冰，并成功进行了商业试采。
可燃冰研究进展总结与分析
可燃冰的形成条件和存在状态
据一些学者的研究，天然气水合物层物理性质相当稳定， 其形成处在一个具有特定温度、压力和烃类分子浓度条件 的垂向范围内，在此范围内的断裂活动一旦切穿天然气水 合物层，在断点处会迅速形成新的天然气水合物。因此， 天然气水合物层具有很好的分布稳定性，可以不受长期活 动的断层影响而对油气起到持续的封盖作用。 分类方法：根据天然气水合物与气藏的相对关系，天然气 水合物对油气的封盖作用可分为垂向和侧向2种；据其接 触关系可分为披覆型和接触型；据其形成的相对时间先后 可分为同生和后生2种；据其分布的地质构造特征可分为 穹隆遮挡型、底劈构造型和地质内部型3种。
可燃冰的热力学和动力学性质
2.甲烷水合物的分解动力学模型 水合物的分解涉及气体、水和固体水合物，温度、压力、 水合物粒子表面积和分解推动力等对固体水合物分解速率 都有很大影响。 水合物分解过程可分为两个步骤： (1)水合物粒子表面的笼形格子结构的解构，这一过程可 以由下面的化学反应来描述： G H 2O H 2O 2G 其中，G表示气体；k为水合物中每个水分子所包络的气 体分子数。
可燃冰的形成条件和存在状态
图示出了天然气水合物对常规气藏的圈闭情况：
可燃冰的热力学和动力学性质
目前，有关天然气水合物的热力学和动力学性质的研究虽 然开展的较多，但是都不完善，学者们提出的计算模型也 是众说纷纭，不能准确描述天然气水合物的储层特性，尤 其是天然气水合物动力学研究还很不完善。 天然气水合物在多孔介质中的热力学和动力学研究，主要 集中在多孔介质的类型、润湿性和初始压力对水合物生成 过程的影响。 Makogon进行的多孔介质中气体水合物的相平衡研究结 果表明，为了克服多孔介质中的表面张力以及水在介质表 面吸附作用的影响，与气液体系相比，气体水合物在多孔 介质中生成需要更低的温度或者更高的压力。 Yousif和Bondarev在岩心及多种介质上对气体水合物生成 及分解的研究中也得到了近似的结论。
可燃冰的研究报告和发展
可燃冰的研究报告和发展可燃冰是指在寒冷高压环境下形成的一种天然气水合物，主要由甲烷和水组成。
由于可燃冰具有丰富的资源量和广泛的分布区域，被视为未来能源领域的重要备选能源之一、以下是关于可燃冰研究报告和发展的详细介绍。
一、可燃冰资源量二、可燃冰开采技术可燃冰开采技术是可燃冰研究的关键之一、目前主要的开采技术包括波塞冬式钻井、热力钻井和化学钻井等。
波塞冬式钻井是目前应用最广泛的可燃冰开采技术，通过钻井设备将水合物沉积层抽出，然后将其加热解离得到天然气。
热力钻井则是通过注入温水或热油等热源来加热水合物层，使其分解释放出天然气。
化学钻井则是在注入化学物质的同时，提高压力来增加水合物的稳定性，从而抽取出水合物。
三、可燃冰开发现状截至目前，全球已有多个国家在可燃冰开发方面进行了重要的研究和试验。
日本是最早开始可燃冰开发的国家之一，在2024年成功进行了初次商业开采，使其成为第一个开采可燃冰的国家。
中国在2024年也成功完成了钻井试验，标志着中国成为继日本之后的第二个可燃冰开采国家。
此外，加拿大、美国、韩国、印度等国也都在可燃冰开发方面取得了一定的进展。
四、可燃冰的应用前景可燃冰具有巨大的经济和环境效益，被认为是未来能源领域的重要备选能源之一、首先，可燃冰资源丰富，能满足能源需求；其次，可燃冰开采过程中产生的二氧化碳可以被重新储存，有助于减缓温室气体的排放；另外，可燃冰开采可以带动相关产业链的发展，创造就业机会。
然而，可燃冰开采仍然面临许多挑战。
首先，开采技术的成熟和可靠性有待提高；其次，可燃冰开采对环境的影响还需要进一步研究和评估；另外，可燃冰开采成本相对较高，需要进一步降低。
综上所述，可燃冰作为一种重要的备选能源，具有巨大的潜力和发展前景。
在未来的研究和开发过程中，需要不断改进开采技术，加强环境保护和可持续发展意识，同时探索降低成本和提高开采效率的途径，以实现可燃冰资源的可持续利用。
可燃冰的化学学术范文.doc
可燃冰的化学学术可燃冰的学术篇一《试谈可燃冰的研究与开发进展》摘要可燃冰是2１世纪公认的替代能和清洁能，开发利用潜力巨大,是天然气水合物的俗称。
综合介绍了可燃冰的概况、结构特征、分布情况、开采方法以及开采过程中的难点问题,最后对可燃冰的未开发前景做了展望，开采可燃冰会给环境带的一系列问题，要实现规模开采和商业化开采还需要一定的时间。
关键词可燃冰;天然气水合物；分布;开采方法1概述可燃冰是天然气水合物俗称，主要蕴藏在深海和陆地冻土带.许多国家都把目光投向了可燃冰这种的新型能。
近3０年,随着传统能的日趋枯竭,可燃冰能量密度非常高,达到煤的10倍,燃烧后不产生任何残渣和废气,每立方米可释放出160-1８0m3的天然气，仅海底可燃冰的储量就够人类使用１0０0年。
各国科学家对全球天然气水合物资量,都发现了天然气水合物气藏，它是剩余天然气储量(1．51４ｍ3)的１28倍［1],较为一致的评价为2１016m3。
目前世界上有7９个国家和地区都在关这项资。
图１反映能资使用情况随时间变化的规律[２］。
随着开采技术和手段的不断进步，可燃冰势必成为未替代石油、煤的首选绿色洁净能.从能曲线预测中可以看出,到2050年，天然气水合物在世界能中所占的比例会超过五成。
2可燃冰可燃冰即天然气水合物,主要分布于深海沉积物中,由天然气与水在低温条件下的类冰状的结晶物质。
因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作固体瓦斯和气冰。
它是在一定条件(合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、ＰH值等）下由水和天然气在中和低温条件下混合时组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物.分子结构［3］见图2。
反应式为ＧＮH2OＧNH2Ｏ它可用ＧｎH2O表示，G代表水合物中的气体分子,n为水合指数(也就是水分子数）.组成天然气的成分如ＣH4、C2H6、Ｃ3H8、Ｃ４H10等同系物以及CＯ2、N２、Ｈ2Ｓ等可单种或多种天然气水合物.天然气水合物的主要气体为甲烷,对甲烷分子含量超过9９％的天然气水合物通常称为甲烷水合物［４］。
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可燃冰的形成条件和存在状态
在自然界发现的天然气水合物多呈白色、淡黄色、琥珀色、 暗褐色的亚等轴状、层状、小针状结晶体或分散状。 它可存在于零下，也可存在于零上温度环境。
从所取得的岩心样品来看，天然气水合物可以多种方式存 在： ①占据大的岩石粒间孔隙； ②以球粒状散布于细粒岩石中； ③以固体形式填充在裂缝中； ④大块固态水合物伴随少量沉积物。
可燃冰的形成条件和存在状态
在自然界，天然气水合物的存在主要受气源、组分、温度、 压力、盐度等介质条件的控制。
研究发现可燃冰的形成有3个基本条件： (1)温度在0℃左右，最高限是20℃；再高就分解了； (2)压力大于3 MPa； (3)有丰富的甲烷气源和水源。
环境温度接近0℃时只需3个大气压便可形成可燃冰；若是在 只有一个大气压的环境中，则必须达到一76℃的低温时可燃 冰才能够形成。此外，压力越大，形成的可燃冰越不容易分 解；在足够大的压力下，可燃冰在18℃时仍能维持稳定。不 过这种依靠压力维持的稳定状态也是有极限的．一旦温度超 过20度再太的压力也无能为力，甲烷气体便会逸出，导致可 燃冰分解。
可燃冰的概念和结构
迄今为止，已发现的天然气水合物结构类型有I型结构、Ⅱ 型结构和H型结构„三种，如图所示。
可燃冰的概念和结构
I型结构为立方晶体结构，其在自然界分布最为广泛，仅能容 纳甲烷(C1)、乙烷(c2)这两种小分子的烃以及N2、C02、 H2S等非烃分子，这种水合物中甲烷普遍存在的形式是构成 的是 CH 4 5 . 75 H 2 O 几何构架。 Ⅱ型结构为菱形晶体结构，除包容Cl、Q等小分子外，较大 的“笼子” (水合物分子中水分子间的空穴)还可容纳丙烷 (C3)及异丁烷(i-C4)等烃类。 H型结构为六方晶体结构，其大的“笼子”甚至可以容纳直 径超过异丁烷(i-C4)的分子，如其他直径在7．5A（埃）～ 8．6A（埃）之间的分子。 H型结构水合物早期仅见于实验室。1993年才在墨西哥湾大 陆斜坡发现其天然形态。 Ⅱ型和H型水合物比I型水合物更稳定。
可燃冰的形成条件和存在状态
目前的研究表明，天然气水合物通常分布于两类地区：一 是海底，另一是高纬度的极地地区。 前者占据全球天然气水合物总量的90％以上，主要分布于 水深300m--3000m的大陆架斜坡和深海盆地沉积物内，后 者分布于永冻层内； 就存在位置而言，海底天然气水合物常分布于剖面上近似 平行海底的带状海底沉积物内，形成所谓的天然气水合物 稳定带(GHSZ)。此稳定带常以微小角度与沉积层斜交产 出。此带以下还常圈闭着大量的游离甲烷气体，从而导致 在地层反射剖面上产生特征的标志BSR——似海底反射层 (以前也有人译为海底模拟反射层)。可见，天然气水合物 层常可与常规气藏相伴而生，对常规气藏起到较好的封盖 作用。
0 . 21 8 . 33 * 10
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斯托尔和布拉依安用探测法测量了丙烷和甲烷水合物的导 热系数。斯托尔测得的丙烷和甲烷水合物导热系数值与切 尔斯基在密度为680kg／m3时的测得值一致。随着压力的 升高天然气水合物导热系数增加。在温度为243K时，密度 为650kg／m3的天然气水合物导热系数为：
可燃冰的热力学和动力学性质
含水和水合物物质的热物理学性质 表
上表表明，水合物及其充填的分散介质的导热率和温度传 导率大大低于冰的这两种值，但比水的要高一些。据此可 以认为，热方法既可以用于陆上天然气水合物藏的普查和 勘探，又可用于海洋沉积中天然气水合物藏的普查和勘探。
可燃冰的热力学和动力学性质
研究证明，天然气水合物的导热系数：(W／m· K)主要与其 密度有关。在密度为400kg／m3～600 kg／m3范围时， 其关系近似于下列经验方程式：
可燃冰的热力学和动力学性质
2.甲烷水合物的分解动力学模型 水合物的分解涉及气体、水和固体水合物，温度、压力、 水合物粒子表面积和分解推动力等对固体水合物分解速率 都有很大影响。 水合物分解过程可分为两个步骤： (1)水合物粒子表面的笼形格子结构的解构，这一过程可 以由下面的化学反应来描述：
可燃冰的形成条件和存在状态
目前科学家提出了多种天然气水合物成因机制，概括起来 可分为两类： 二是动态形成体系，即天然 气从下部运移至天然气水合 物稳定带而形成天然气水合 物，在此过程中有外来物质 进入天然气水合物稳定带中。 储层中天然气和饱和水的渗 滤作用、分子扩散作用或者 含气重力流的迁移运动可形 成天然气水合物。
可燃冰的热力学和动力学性质
1.双过程水合物成核动力学机理模型 该模型认为水合物的成核过程中同时进行着以下两个动力 学过程： (1)准化学反应动力学过程：气体分子和水络合生成化学计 量型的基础水合物。(2)吸附动力学过程：基础水合物存在 空孔，一些气体小分子吸附于其中，导致整个水合物的非 化学计量性。 在第一个过程中，类似于Long和Sloan的观点，认为溶于 水中的气体分子与包围它的水分子形成不稳定的分子束， 分子束的大小取决于气体分子的大小，一种分子只能形成 一种大小的分子束。而不同的是他们认为由于水合物中有 大、小两种不同的孔，因此这些分子束有一部分需转化为 另一种大小的分子束以后才能开始缔合成核，这一转化需 要较大的活化能，从而导致水合物成核诱导期较长。
可燃冰的形成条件和存在状态
据一些学者的研究，天然气水合物层物理性质相当稳定， 其形成处在一个具有特定温度、压力和烃类分子浓度条件 的垂向范围内，在此范围内的断裂活动一旦切穿天然气水 合物层，在断点处会迅速形成新的天然气水合物。因此， 天然气水合物层具有很好的分布稳定性，可以不受长期活 动的断层影响而对油气起到持续的封盖作用。 分类方法：根据天然气水合物与气藏的相对关系，天然气 水合物对油气的封盖作用可分为垂向和侧向2种；据其接 触关系可分为披覆型和接触型；据其形成的相对时间先后 可分为同生和后生2种；据其分布的地质构造特征可分为 穹隆遮挡型、底劈构造型和地质内部型3种。
可燃冰的主要成分是甲烷(80％一99％)。从 微现上看，其分子结构就象是一个“笼子”， 若干个水分组成的“笼子”里关着一个气体 分子。有的成五角十二面体，有的成五角(六 角)十六面体。其分子式为 CH 4 nH 2 O 式中n为水分于数。 在常温常压下，1立方米的“可燃冰”可释放出164立方米的 甲烷和0.8立方米的水。
可燃冰的热力学和动力学性质
而该模型认为这种转化并不需要，因为分子束实际上是一 种多面体，它们缔合过程中为保持水分子的4个氢键处于饱 和状态，不可能做到紧密堆积，缔合过程中必然形成空的 包腔，称其为连接孔，这也就是水合物中的另外一种与上 述分子束大小不同的孔。 这一过程可以由下面的化学反应 来描述： H 2O 2G G 2 H 2O 其中，G表示客体(气体分子)；k为基础水合物中每个水分子 所包络的气体分子数，对于结构I，k=3／23；对于结构Ⅱ， k=1／17。在吸附过程中，溶于水中的气体小分子会进入连 接孔中。但这一过程并不是一定会发生。由于连接孔孔径较 小，对于较大的气体大分子不会进入其中。即使对于较小的 气体分子，也不会占据百分之百的连接孔，因此用Langmuir 吸附理论来描述气体分子填充连接孔的过程较为合理。
可燃冰的形成条件和存在状态
图示出了天然气水合物对常规气藏的圈闭情况：
可燃冰的热力学和动力学性质
目前，有关天然气水合物的热力学和动力学性质的研究虽 然开展的较多，但是都不完善，学者们提出的计算模型也 是众说纷纭，不能准确描述天然气水合物的储层特性，尤 其是天然气水合物动力学研究还很不完善。 天然气水合物在多孔介质中的热力学和动力学研究，主要 集中在多孔介质的类型、润湿性和初始压力对水合物生成 过程的影响。 Makogon进行的多孔介质中气体水合物的相平衡研究结 果表明，为了克服多孔介质中的表面张力以及水在介质表 面吸附作用的影响，与气液体系相比，气体水合物在多孔 介质中生成需要更低的温度或者更高的压力。 Yousif和Bondarev在岩心及多种介质上对气体水合物生成 及分解的研究中也得到了近似的结论。
可燃冰的形成条件和存在状态
目前科学家提出了多种天然气水合物成因机制，概括起来 可分为两类： 一是静态形成体系，即现存的 天然气田因温度或孔隙压力或 天然气浓度的变化而转变为天 然气水合物，在此过程中无外 来物质的加入。天然气储层若 受到冷却作用引起地温降低、 压缩作用导致天然气压力增加： 或者由于储层成岩作用使天然 气浓度增加均可形成天然气水 合物。
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可燃冰的热力学和动力学性质
目前，国内外有关气体水合物在多孔介质中的动力学研究 还很有限。 水合物动力学包括生成动力学与分解动力学，水合物生成 过程类似于结晶过程，生成过程可分为成核、生长两个过 程。水合物成核是指形成临界尺寸、稳定水合物核的过程； 水合物生长是指稳定核的成长过程。
郭天民等在综合研究国内外的动力学模型后，提出了以下 水合物生成和分解动力学模型： 1.双过程水合物成核动力学机理模型 2.甲烷水合物的分解动力学模型
可燃冰的形成条件和存在状态
地球深海底部的温度通常低而稳定，常年保持在24℃，水深 300米左右处便可达到30个大气压。因此，较深的海底环境 便成为形成和保存可燃冰的理想场所。据科学家推断，大约 90％的大洋水域空间可以形成可燃冰。也就是说，可燃冰在 海洋水生态圈中应是常见的成分。 除了海底，陆地上也有能够形成可燃冰的适宜环境。据研究 人员推断，大约30％的陆地具备可燃冰的形成条件，是发现 可燃冰的潜在地区。 目前人类已经发现的可燃冰主要存在于北极地区的永久冻士 带内，以及海底，陆坡、陆基和海沟等广阔海水之下的海底 沉积层中，其蕴藏量是相当可观的。
在压力为10MPa时，密度为440kg／m3的天然气水合物 温度传导系数与温度的关系；温度为243K时，密度为 650kg／m3的天然气水合物与压力的关系分别近似于下列 经验方程式：
1 . 14 * 10
6
3 . 6 * 10 T
9
1 . 93 * 10
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