天然气水合物发展历程
天然气水合物研究历程及发展趋势新
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。
海洋地球化学—天燃气水合物
天然气水合物
• 天然气水合物的概念和性质 • 天然气水合物的用途 • 天然气水合物的分布和储量 • 天然气水合物的发展
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一.天然气水合物的概念和性质
1.概念
• 天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate）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。因其外观象冰一样而且遇火即可 燃烧，所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯 ”和“气冰”。
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2.分布及储量
• 科学家的评价结果表明， 仅仅在海底区域，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。目前，世界上已 发现的可燃冰分布区多达 116处，其矿层之厚、规 模之大，是常规天然气田 无法相比的。科学家估计 ，海底可燃冰的储量至少 够人类使用1000年。9来自1045
2.性质
• 自然界发现的天然气水合物多呈白色、淡黄色、 琥珀色、暗褐色亚等轴状、层状、小针状结晶体 或分散状 • 可存在于零下，又可存在于零上温度环境 • 主要成分是甲烷与水分子
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二.天然气水合物的用途
最重要的性质 • 未来很有潜力的重要矿物燃料来源
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三.天然气水合物的分布
1.形成条件
• 深海底层和永久结冰带 • 有充足的气体和水 • 低温（0~10）高压（10M pa）的条件 • 有一定的孔隙空间
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我国状况
• 储量丰富
南海北部蕴藏量相当于陆地石油天然气的一半
• 研究落后国际水平
1992年：中科院兰州分院《国外天然气水合物研究进展》 2001年：中国地质大学《海洋地质与可燃冰》 2002年：国家天然气水合物专项 2003年：中国天然气水合物研讨会 近5年已在南海等3出处发现天然气水合物,预计在2020年 进行开采
天然气水合物综述
天然气水合物综述杜娟，宋维源辽宁工程技术大学力学与工程学院，辽宁阜新（123000）E-mail：nlan@摘要：天然气水合物的研究目前在国内外已经成为研究的热点，本文综合了国内外关于天然气水合物的研究资料，对天然气水合物的5个主要研究内容：物理性质、研究历程、成因、赋存以及开发技术作了系统的、简要的阐述，并提出了天然气水合物研究的发展方向及研究趋势，文章对于以后的天然气水合物的研究者的研究可以作为一个较为全面的参考。
关键词：天然气水合物，物理性质，成因，研究进程，赋存，开发技术中图分类号：TE5现在人们普遍认为天然气水合物是自然界赐予人类21世纪的新型能源，天然气水合物在自然界大量存在，已经是不争的事实。
但由于它属于非常规能源，且它的研究涉及到地球物理学、流体力学、地貌地质学等众多学科，因而天然气水合物的研究是一个复杂多变的过程，所以对它的研究必须是系统和具体的。
此外，我国冻土总面积居世界第三位，海域辽阔，因此，研究天然气水合物是非常有必要的[1-2]。
1 天然气水合物的物理性质和分类1.1 天然气水合物的物理性质天然气水合物，又叫做“可燃冰”、“ 固体瓦斯”、“ 气冰”、英文名为Natural Gas Hydrates(以下简称为NGH)。
通常是在特定的高压(﹥0.6 Mpa)低温(﹤300K)条件下由天然气和水形成的类冰状非化学剂量型笼型化合物[3]。
形成NGH的主要气体是甲烷，当甲烷含量超过气体总量的99.9%时又可称为甲烷水合物。
NGH的分子式可以表示为CH4·n(H2O)，从理论上讲，n值可以是5.75或者 5.67，但是实际上一般为6.3～6.6 [4]。
在这种化合物中，水分子(主体分子)通过氢键作用形成具有一定尺寸空穴的晶格主体，较小的气体分子(客体分子)则包容在空穴中，主客体分子之间则由范德华力来相互作用，从而形成温压变化易分解、遇火可燃烧的外观雪花或松散的冰状的固态化合物。
天然气水合物的发现史天然气使用安全常识
天然气水合物的发现史天然气使用安全常识天然气水合物（Natural Gas Hydrates，NGHs）是一种由天然气分子和水分子形成的晶体化合物。
它们在高压和低温的条件下形成，并存在于陆地和海洋沉积物中。
天然气水合物被认为是一种巨大的能源资源，可能比煤炭、石油和天然气等传统化石燃料资源更为丰富。
以下是天然气水合物的发现史以及天然气的使用安全常识：一、天然气水合物的发现史：1.初次发现：最早对天然气水合物的描述发生在18世纪末和19世纪初，当时，北美被描述为“冷气固化物”，但直到20世纪60年代，人们才首次证实了其存在。
2.挖掘天然气水合物：人们于1969年在墨西哥湾发现了深水天然气水合物，但直到2002年，日本才首次成功挖掘和提取天然气水合物。
3.进一步证实：从1990年代开始，国际上的科学家们陆续在世界各地的海洋沉积物和深地层沉积物中发现了更多的天然气水合物。
二、天然气的使用安全常识：1.天然气泄漏的风险：天然气的主要成分是甲烷（CH4），它具有易燃性和无色、无味的特点。
天然气泄漏可能导致爆炸和火灾的风险，因此天然气使用过程中需要注意安全。
2.检查和维护：定期检查和维护燃气设备和管道，确保其安全运行。
如果发现泄漏，应立即通知相关部门进行修复。
3.安全燃烧：使用天然气的燃气炉、燃气灶等燃气设备时，应确保良好的通风环境，避免一氧化碳中毒等危险情况发生。
4.防止火灾：禁止在天然气灶或炉子附近使用易燃物品，如喷雾瓶等。
并确保使用天然气设备时无明火，并随时保持家庭灭火器的可用性。
5.预防意外：在使用天然气时，应注意避免刺激性和腐蚀性物质的接触，以免损坏管道或设备。
6.紧急情况应对：如发生天然气泄漏或其他紧急情况，应迅速采取以下措施：不使用明火，关闭天然气阀门，立即离开并通知有关部门。
综上所述，天然气水合物作为一种巨大的能源资源，在不断的发现和研究中逐渐为能源开发者所关注。
然而，天然气的使用也需要严格遵守安全常识，以确保使用过程的安全性和可靠性。
天然气水合物
2007年5月1日凌晨，我国在南海北部的首次采样成功， 证实了我国南海北部蕴藏丰富的天然气水合物资源，标志着 我国天然气水合物调查研究水平已步入世界先进行列。 已发现的天然气水合物主要存在于世界范围内大部分地区。 大西洋的85%、太平洋的95%、印度洋的96%的地区中含有 天然气水合物,且主要分布于洋底之下200～600米的深度范围。
天然气水合物开发历程
从20世纪60年代苏联发现麦索雅哈气田至今, 天然气水合物的开发思路基本上都是首先考虑如 何使蕴藏在沉积物中的天然气水合物分解,然后再 将天然气采至地面。一般来说,人为地打破天然气 水合物稳定存在的温度压力条件,造成其分解,是 目前开发天然气水合物中甲烷资源的主要方法。 现阶段提出的方法可以归为这么几类：加热法、 降压法、添加化学剂法 、驱替法、综合法等
可燃冰的学名为“天然气水合物”，是天然气在0℃和 30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占 80%～99.9%，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣， 污染比煤、石油、天然气都要小得多。1立方米可燃冰可转 化为164立方米的天然气和0.8立方米的水。目前，全世界拥 有的常规石油天然气资源，将在40年或50年后逐渐枯竭。而 科学家估计，海底可燃冰分布的范围约4000万平方公里，占 海洋总面积的10%，海底可燃冰的储量够人类使用1000年， 因而被科学家誉为“未来能源”、“21世纪能源”。
1.加热法 将火驱法,总之只要能促使温度上升达到水合物分解的方法都可称为热激发法。热开采 技术的主要不足是会造成大量的热损失,效率很低。特别是在永久冻土区,即使利用绝热 管道,永冻层也会降低传递给储层的有效热量。 2.降压法
天然气水合物研究进展与开发技术概述
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。
天然气水合物
天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate）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。
因其外观象冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”或者“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高压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（碳的电负性较大，在高压下能吸引与之相近的氢原子形成氢键，构成笼状结构）。
它可用mCH4·nH2O来表示，m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等可形成单种或多种天然气水合物。
形成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（Methane Hydrate）。
到目前为止，已经发现的天然气水合物结构类型有三种，即I型结构、II型结构和H型结构。
I型结构气水合物为立方晶体结构，其在自然界分布最为广泛，其仅能容纳甲烷（C1）、乙烷这两种小分子的烃以及N2、CO2、H2S等非烃分子，这种水合物中甲烷普遍存在的形式是构成CH4·5.75H2O的几何格架。
II型结构气水合物为菱型晶体结构，除包容C1、C2等小分子外，较大的“笼子”（水合物晶体中水分子间的空穴）还可容纳丙烷（C3）及异丁烷（i-C4）等烃类。
H型结构气水合物为六方晶体结构，其大的“笼子”甚止可以容纳直径超过异丁烷（i-C4）的分子，如i-C5和其他直径在7.5～8.6A之间的分子（表2）。
H型结构气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。
除墨西哥湾外，在格林大峡谷地区也发现了I、II、H型三种气水合物共存的现象。
浅谈天然气水合物的研究简史
浅谈天然气水合物的研究简史发表时间：2020-12-11T12:28:18.243Z 来源：《城镇建设》2020年27期作者：朱金朝，丁春晓[导读] 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朱金朝，丁春晓山东省特种设备检验研究院临沂分院摘要：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。
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。
天然气水合物研究历程及现状
天然气水合物研究历程及现状1.世界天然气水合物研究历程回顾从1810 年英国Davy在实验室首次发现气水合物和1888 年Villard人工合成天然气水合物后，人类就再没有停止过对气水合物的研究和探索。
在这将近200年的时间内，全世界对天然气水合物的研究大致经历了3 个阶段，如表1-1[2]所示。
第一阶段是从1810 年到20 世纪30 年代初。
（1810年，Davy 合成氯气水合物并于次年发表文章正式提出水合物一词。
）在这120 年中，对气水合物的研究仅停留在实验室，且争议颇多。
第二阶段是大体可看作是自1934年起始的。
当年美国Hammerschmidt发表文章，提出天然气输气管道堵塞与水合物有关，从负面加深了对气水合物及其性质的研究。
在这个阶段，研究主题是工业条件下水合物的预报和清除、水合物生成阻化剂的研究和应用。
第三阶段是从上世纪60年代至今，全球天然气水合物进入大范围勘探普查开发的格局。
上世纪60 年代特罗费姆克等发现了天然气可以以固态形式存在于地壳中。
特罗费姆克等的研究工作为世界上第一座天然气水合物矿田——麦索雅哈气田的发现、勘探与开发前期的准备工作提供了重要的理论依据，从而大大拓宽了天然气地质学的研究领域。
美国学者在上世纪70年代也开始重视气水合物研究，并于1972年在阿拉斯加获得世界上首次确认的冰胶结永冻层中的气水合物实物。
天然气水合物成藏理论预测的成功、测得成藏理论区气水合物地球物理，地球化学异常，以及通过钻探取得水合物实样，这一系列的成果被认为是上世纪能源问题的重大发现。
可以说，从上世纪60 年代至今，全球气水合物研究跨入了一个崭新的阶段——第三个阶段(把气水合物作为一种能源进行全面研究和实践开发的阶段) ，世界各地科学家对气水合物的类型及物化性质、自然赋存和成藏条件、资源评价、勘探开发手段以及气水合物与全球变化和海洋地质灾害的关系等进行了广泛而卓有成效的研究。
天然气水合物研究已经发展成为包括天然气水合物地质学、天然气水合物地球化学、天然气水合物区域工程地质学和天然气水合物地球物理调查以及天然气水合物与全球气候变化在内的一门新兴学科。
天然气水合物研究历程及发展趋势
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。
天然气水合物开采技术的发展与应用展望
天然气水合物开采技术的发展与应用展望随着全球能源需求的不断增加和传统化石能源储量的逐渐枯竭，天然气水合物作为一种新型可再生能源资源备受关注。
它是一种富含甲烷的化合物，由水和天然气在极端温度和压力条件下形成，并以固体形式储存在海底和冰沙地区。
天然气水合物开采技术的发展对于未来能源供应的稳定性至关重要。
本文将探讨天然气水合物开采技术的发展与应用展望。
一、天然气水合物开采技术的演变天然气水合物开采技术的发展可以追溯到20世纪60年代。
当时，人们对天然气水合物的存在还知之甚少，因此，开采技术主要以模拟实验和理论研究为主。
随着对天然气水合物特性的深入了解，逐渐出现了一系列开采技术的创新。
1. 压力释放技术最早的天然气水合物开采技术主要是通过减压释放从水合物中提取气体。
这种技术简单直接，但存在一定的安全隐患和环境问题。
随着技术的进步，研究人员开始探索更加高效和安全的开采技术。
2. 加热解离技术加热解离技术是目前应用最广泛的天然气水合物开采技术之一。
该技术利用热量将水合物若干周围环境温度以上的温度，使之解离成为气态的天然气和液态的水。
这种技术具有较高的开采效率和可控性，但对能源消耗较高。
3. 化学添加剂技术为了提高开采效率，研究人员提出了使用化学添加剂来改善天然气水合物开采过程的技术。
这些添加剂可以改变水合物的物化性质，降低水合物稳定性，并减少能量消耗。
化学添加剂技术为天然气水合物的开采提供了新的途径。
二、天然气水合物开采技术的应用展望随着技术的进步，天然气水合物的开采技术逐渐趋于成熟。
未来几十年内，天然气水合物有望成为全球能源供应的重要来源之一。
以下是对天然气水合物开采技术应用展望的几个方面：1. 开采设备的创新开采天然气水合物需要先进的设备和工具。
随着技术的进步，开采设备将变得更加智能化和高效化。
例如，自动化采掘机械将能够大大提高天然气水合物的采集效率，并减少人力成本。
2. 环保可持续开采传统的能源开采往往会对环境造成严重污染。
天然气水合物发展史
Davy于1810年首次在伦敦皇家研究院实验室成功地合成了氯气水合物，引起了化学家们的极大关注，如法国Berthelot相Villard，美国Pauling等化学家在科学辩论的同时还进行了各种水合物合成实验，成功地合成了系列气水合物。
本世纪初期30年代，人们发现输气管道内形成白色冰状固体填积物，并给天然气输送带来很大麻烦，石油地质学家和化学家便把主要的精力放在如何消除气水合物堵塞管道方面。
直到60年代苏联在开发麦索亚哈气田时，首次在地层中发现了气水合物藏[4]，人们才开始把气体水合物作为一种燃能研究。
此后不久，在西伯利亚、马更些三角洲、北斯洛普、墨西哥湾、日本海、印度湾、中南海北坡等地相继发现了气水合物，这使人们意识到气水合物是一种全球性的物理—地质作用现象，便掀起了70年代以来空前的水合物研究热潮。
在石油即将耗尽的现代，科学家积极的寻找有效的替代能源，近年来在海中发现的大量天然气水合物固体，天然气水合物(natural gas hydrates)简称为气水合物(gas hydrates)，是由主成分水分子组成似冰晶笼状架构，将气体分子等副成分包裹于结晶构造空隙中之一种非化学计量(non-stoichiometric)的笼形包合物结晶。
所包合的气体分子组成可能有甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、异丁烷(C4H10)、正丁烷(C4H10)、氮(N2)、二氧化碳(CO2)或硫化氢(H2S)等。
自然界产出的气水合物所含气体分子组成常以甲烷为主，故也有些学者将气水合物通称为甲烷水合物(methane hydrate)，而水合甲烷(methane hydrate)，成了目前的当红替代能源研究目标之一。
布鲁克黑文国立实验室的化学教授马哈詹等人，１３日在加利福尼亚州圣叠戈举行的美国化学学会全国会议上报告说，他们建造了一个能放在桌面的耐压、耐低温透明舱室。
研究人员在这个实验舱中仿真海底环境，人工制造出水合甲烷。
天然气水合物的研究进展
天然气水合物的研究进展天然气水合物的研究进展摘要：天然气水合物是一种继煤，石油与天然气等能源之后的新型能源物质，它被誉为21世纪最清洁的能源物质。
本文章介绍了天然气水合物的概念以及形成条件，追溯了天然气水合物的发展历程。
重点分析了国内外的研究情况，这为指导我国天然气水合物事业奠定了坚实的基础。
天然气水合物的研究对于人类有着非比寻常的意义，还存在着一些难关有待于我们去探索。
关键词：天然气水合物进展能源物质意义探索一、引言1.1天然气水合物的概念天然气水合物就是我们熟称的“可燃冰”或者固体“瓦斯”是因为它的外观像冰一样而且遇火燃烧。
天然气水合物是天然气与水在一定的高亚低温条件下形成的类似冰状的结晶物质，其主要是分布在深海沉积物和陆域的永久冻土，岛屿的斜坡地带等地域。
天然气水合物的研究起源于20世纪的一次科学考察中发现的矿产资源，虽然其成分与天然气相似但是较之更为纯净，开采时只需要将固体的“天然气水合物”升温减压就可以释放出大量的甲烷气体。
天然气水合物作为一种新型的高效能源当之无愧的被誉为“21世纪最具有商业开发前景的战略资源”。
1.2天然气水合物的形成条件及优点天然气水合物的分子结构式为CH4?8H2O，其分子结构就像一个一个由若干水分子组成的笼子。
形成可燃冰有三个基本条件：温度，压力和原材料。
首先需要低温的环境，天然气水合物在在0―10℃时生成，在超过20℃的温度时便会分解。
其次需要高压的条件：在0℃时只需要30个大气压就可以满足可燃冰的生成然而在海洋深处，30个大气压是很容易满足的并且气压越大水合物越不容易分解。
最后充足的气源是必不可少的。
在海底深处经常会有很多有机物的沉淀，这些有机物质中含有丰富的碳，经过生物转化后可以产生充足的气源。
综上天然气水合物的生成条件可以发现由于海底地层的多孔介质性并且在温度，压力，气源都能满足的情况下可燃冰就会在介质的空隙中生成，所以我们在开采天然气水合物的时候主要在深海岛屿等地区。
天然气水合物试开采现状及理论技术发展趋势-2022
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。
天然气水合物的开发及应用
天然气水合物的开发及应用近年来，全球能源需求不断增长，天然气的地位逐渐显现出来。
而在天然气的众多形态中，天然气水合物被看作是极具潜力的天然气优质替代品。
天然气水合物是一种固态物质，类似于冰，由天然气和水混合而成。
随着技术的发展和工艺的成熟，天然气水合物的开发和应用将为全球的能源战略提供重要的支持。
一、天然气水合物的形成和分布天然气水合物的形成主要受到水温度和压力的影响。
在海洋底部高压、低温的深层沉积物中，天然气从油、煤中释放出来，与海水中的水分子聚集形成水合物。
天然气水合物最早在日本海被发现，其后全球各地发现了大量的天然气水合物。
全球的天然气水合物分布主要集中在北极地区、南极地区和深海底部。
二、天然气水合物的开发和利用天然气水合物的开采和利用是一项极具挑战性的工程，需要克服天然气水合物在采掘、运输和储藏等方面的技术难题。
目前，天然气水合物采取的主要方式是在深海底部进行水下开采，其次是通过热力学制冷、钻孔抽采等技术进行开采。
天然气水合物的运输和储存也面临着很多的挑战，如天然气水合物本身的不稳定性等问题。
然而，天然气水合物的开采和利用也有着广泛的应用前景。
天然气水合物是天然气的优质替代品，其能量密度大、环境友好、资源储量丰富等特点备受瞩目。
天然气水合物可广泛应用于家庭、工业、交通、发电等领域，具有广阔的应用前景。
三、天然气水合物的市场前景随着全球能源需求的增长和可再生能源的推广，天然气作为一种醇合适的替代能源逐渐受到重视。
天然气水合物作为天然气的优质替代品，拥有着广泛的市场前景。
据国际天然气水合物协会预测，到2050年，全球天然气水合物产量将达到130亿立方米，占全球天然气产量的10%左右。
尽管天然气水合物的开采和利用还存在诸多的技术和经济困难，但相信随着科技和工艺的不断进步，这种新型能源将会发挥更加重要的作用，为全球能源的可持续发展做出突出贡献。
甲烷水合物的开发与利用
甲烷水合物的开发与利用甲烷水合物是一种天然气水合物，是一种在深海和极地地区存在的含有甲烷的固体物质。
其中既有天然气，又有水分子。
由于其存在于海底深处，开采难度很大，但是随着技术的进步，人们能够利用这些资源。
那么，如何开发甲烷水合物并为社会服务呢？一、甲烷水合物的开发历程1980年，日本首次在其领海内发现了甲烷水合物，自此，全球各国都开始重视这种具有潜在经济价值的新型能源。
目前，日本、韩国、中国和俄罗斯等国家都在尝试利用这种资源。
同时，甲烷水合物也被认为可以解决全球气候变化和环境污染等问题。
二、甲烷水合物的特性1. 丰富的储量据统计，全球甲烷水合物的储量约为2500亿吨，是现有燃气储量的数倍。
其中，日本海和南海是世界上发现甲烷水合物储量最丰富的地区。
2. 开采难度大甲烷水合物存在于海底深处，开采难度很大。
现在主要使用的方式是利用海洋平台和其他技术对海底进行开采。
3. 环保性能好甲烷水合物的存在可以减少甲烷气体逸散，因此可以减少对环境产生的影响。
同时，使用甲烷水合物作为燃料可以减少二氧化碳的排放，对环境的改善也有一定的贡献。
三、甲烷水合物的开发利用1. 方式多样在甲烷水合物的开采和利用过程中，可以使用多种方式。
例如，通过提取天然气来利用甲烷水合物，也可以使用甲烷水合物中的水分子进行农业和生产活动。
同时，甲烷水合物还可以用于开发海洋矿产资源。
2. 经济效益大利用甲烷水合物可以使一些国家降低关于能源进口的依赖性，特别是像日本这样的能源进口国。
自从2008年中国在南海发现甲烷水合物之后，中国国有石油天然气集团公司一直在不断尝试开采甲烷水合物。
3. 对环境的改善甲烷水合物本身就是一种含有大量甲烷的天然气，其在燃烧的过程中可以减少二氧化碳的排放。
同时，其存在可以防止甲烷气体的逸散，进一步减少对环境的伤害。
四、甲烷水合物的风险挑战虽然甲烷水合物的开采和利用有很多优点，但是其开发过程中也面临着一些挑战和风险。
1. 对环境的影响甲烷水合物的开采过程会对海洋生态环境造成一定的影响，因此必须加强环境保护工作，对海洋生态环境加强保护和监督。
天然气水合物的发现和研究历史
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。
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天然气水合物发展历程
1810年，首次在实验室发现天然气水合物。
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。
这一发现引起前苏联人对天然气水合物的重视。
1965年，前苏联首次在西西伯利亚永久冻土带发现天然气水合物矿藏，并
引起多国科学家的注意。
1970年，前苏联开始对该天然气水合物矿床进行商业开采。
1970年，国际深海钻探计划(DSDP)在美国东部大陆边缘的布莱克海台实施
深海钻探，在海底沉积物取心过程中，发现冰冷的沉积物岩心嘶嘶地冒着气泡，并达数小时。
当时的海洋地质学家非常不解。
后来才知道，气泡是水合物分解引起的，他们在海底取到的沉积物岩心其实含有水合物。
1971年，美国学者Stoll等人在深海钻探岩心中首次发现海洋天然气水合物，并正式提出“天然气水合物”概念。
1974年，前苏联在黑海1950米水深处发现了天然气水合物的冰状晶体样品。
1979年，DSDP第66和67航次在墨西哥湾实施深海钻探，从海底获得91.24米的天然气水合物岩心，首次验证了海底天然气水合物矿藏的存在。
1981年，DSDP计划利用“格罗玛·挑战者号”钻探船也从海底取上了3英尺长的水合物岩心。
1992年，大洋钻探计划(ODP)第146航次在美国俄勒冈州西部大陆边缘Cascadia海台取得了天然气水合物岩心。
1995年，ODP第164航次在美国东部海域布莱克海台实施了一系列深海钻探，取得了大量水合物岩心，首次证明该矿藏具有商业开发价值。
1997年，大洋钻探计划考察队利用潜水艇在美国南卡罗来纳海上的布莱克
海台首次完成了水合物的直接测量和海底观察。
同年，ODP在加拿大西海岸胡安-德夫卡洋中脊陆坡区实施了深海钻探，取得了天然气水合物岩心。
至此，以美国为首的DSDP及其后继的ODP在10个深海地区发现了大规模天然气水合物聚集：秘鲁海沟陆坡、中美洲海沟陆坡(哥斯达黎加、危地马拉、墨西哥)、美国东南大西洋海域、美洲西部太平洋海域、日本的两个海域、阿拉斯加近海和墨西哥湾等海域。
1996年和1999年期间，德国和美国科学家通过深潜观察和抓斗取样，在美国俄勒冈州岸外Cascadia海台的海底沉积物中取到嘶嘶冒着气泡的白色水合物块状样品，该水合物块可以被点燃，并发出熊熊的火焰。
1998年，日本通过与加拿大合作，在加拿大西北Mackenzie三角洲进行了
水合物钻探，在890～952米深处获得37米水合物岩心。
该钻井深1150米，是高纬度地区永冻土带研究气体水合物的第一口井。
1999年，日本在其静冈县御前崎近海挖掘出外观看起来象湿润雪团一样的
天然气水合物。
到目前为止，在世界海域内已有60处直接或间接发现了天然气水合物，其中在18处钻探岩心中见到天然气水合物，42处见有天然气水合物的地震标志BSR。