天然气水合物研究历程及现状样本
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。
天然气水合物研究与开发
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。
天然气水合物开发技术的研究
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
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。
中国天然气水合物调查研究现状及其进展_张洪涛
中国地质ＧＥＯＬＯＧＹＩＮＣＨＩＮＡ第３４卷第６期２００７年１２月Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．６Ｄｅｃ．，２００７天然气水合物是一种新型的潜在能源，主要分布于海底沉积物和陆上永久冻土带中。
据初步估算，全球天然气水合物资源量约为２１×１０１５ｍ３［１］，是煤炭、石油和天然气资源总量的２倍，足够人类使用千年以上。
自１８１０年英国科学家Ｄａｖｙ在实验室合成了氯气水合物以来，人类就从未停止过对天然气水合物的研究和探索，期间也曾出现过数次研究高潮，２０世纪６０年代特别是８０年代末以来，由于其巨大的能源潜力和环境效应，世界各国开始对天然气水合物展开了全方位研究，掀起了天然气水合物的又一个研究高潮。
中国对天然气水合物的调查研究起步较晚，２０世纪８０年代初仅有少部分研究人员关注国际天然气水合物的研究进展，并将相关成果介绍到国内，９０年代末期才进入了快速发展时期，初步形成了天然气水合物调查研究的小高潮。
笔者拟对中国天然气水合物调查研究的历史、现状及其问题进行初步总结，并对其发展前景进行展望，供相关部门和人员参考。
１天然气水合物调查研究历史回顾自人类发现天然气水合物以来，大致经历了实验室研究、管道堵塞及防治、资源调查与开发利用４个阶段（图１）。
传统上一直认为天然气水合物的研究历史始自１８１０年的Ｄａｖｙ合成氯气水合物，但早在１７７８年，英国化学家Ｐｒｉｅｓｔｌｅｙ有可能就在实验室里发现了二氧化硫水合物［２］。
之后的研究几乎均在化学家们的实验室中进行，试图合成各种各样的水合物，并希望能定量地描述它们的化学成分及其物理性质。
１９３４年，美国科学家Ｈａｍｍｅｒｓｃｈｍｉｄｔ发现天然气水合物会堵塞输气管道，影响天然气的输送，为此美国、前苏联、荷兰、德国等国先后开展了水合物的形成动力学和热力学研究以及如何防治输气管道中形成水合物问题，由此进入到管道堵塞及防治研究阶段，这一阶段的水合物被认为是令人厌烦的东西。
１９６５年，前苏联在西伯利亚麦索亚哈（Ｍｅｓｓｏｙａｋｈａ）油气田区首次发现天然产出的天然气水合物，之后美国、加拿大也相继在阿拉斯加、马更些（Ｍａｃｋｅｎｚｉｅ）三角洲等陆上冻土区中发现了天然气水合物。
天然气水合物调查和研究现状.doc
天然气水合物调查和研究现状-摘要：天然气水合物是21世纪潜在的新能源，它正受到各国科学家和各国政府的重视，本文简介了天然气水合物和各国对其合物资源调查和研究现状。
1 什么是天然气水合物天然气水合物又称固态甲烷，它是由天然气与水所组成，呈固体状态，其外貌极象冰雪或固体酒精，点火即可燃烧，因此有人称其为可燃冰、气冰、固体瓦斯。
天然气水合物的结晶格架主要由水分子构成，在不同的低温高压条件下，水分子结晶形成不同类型多面体的笼形结构。
其分子式为MnH2O加表示甲烷等气体，n为水分子数）。
天然气水会物的结构类型有：I、11和H型。
I型为立方晶体结构、Ⅱ型为菱型晶体结构、H型为六方晶体结构。
Ⅰ型天然气水合物在自然界颁最广，而Ⅱ及H型水合物更为稳定。
它是在低温高压条件下，由水与天然气（主要是甲烷气，每平方米的天然气水会物可释放出164立方米甲烷和0.8立方米的水）结合形成一种外观似水的白色结晶固体，主要存在于陆地上的永久冻土带和海洋沉积物中。
2 国际上天然气水合物资源调查、研究现状随着世界上石油、天然气资源的日渐耗尽，各国的科学家正在致力于寻找新的接替能源。
天然气水合物被称为ZI世纪具有商业开发前景的战略资源，正受到各国科学家和各国政府的重视。
自60年代开始，俄、美、巴德、英、加等许多发达国家，甚至一些发展中国家对其也极为重视，开展了大量的工作。
俄罗斯自60年代开始，先后在白令海、鄂霍茨克海、千岛海沟、黑海、里海等开展了天然气水合物调查，并发现有工业意义的矿体。
即使近期经济比较困难，仍坚持在巴伦支海和鄂霍茨克海等海域进行调查或研究工作。
位于西西伯利亚东北部的Messoyakha天然气水合物矿田已成功生产了17年。
德国从80年代后期还曾利用太阳号调查船与其他国家合作，先后对东太平洋俄勒冈海域的卡斯凯迪亚增生楔，以及西南太平洋和白令海域进行了水合物的调整。
在南沙海槽、苏拉威西海、白令海等地都发现了与水合物有关的地震标志，并获取了水合物样品。
天然气水合物的研究与开采
天然气水合物的研究与开采天然气水合物是一种属于天然气气体水合物的天然气资源，在大量存在海洋底部和固态地下，尤其是极地和深海区域。
由于其储量丰富，与石油和煤炭不同的是天然气水合物是可再生能源，以及其燃烧所排放的二氧化碳量比石油和煤炭更低，因此存在着巨大的潜力与应用前景。
然而由于其结构高度复杂，開采过程也非常难以執行，因此天然气水合物的開采面临著诸多挑战。
一、天然气水合物的构成及研究进展天然气水合物是由水分子组成的固态物质，其中包含大量甲烷气（CH4），并含有沥青、腐植物质、硫化氢等杂质。
其在自然界中存在两种类型的水合物，一种是滨海型，主要存在于海底的上覆地层沉积物中；另一种是深海型，主要形成于深水区域的超深度和大深度的海洋基岩的下方断层和骨架化区域。
目前在全球天然气水合物的研究中，日本、加拿大、奥地利、挪威、美国等国家均在积极探索开采技术。
由于天然气水合物的结构高度复杂，其开采也相当困难。
其主要挑战来自开采过程中可能遇到的颗粒结构的改变和不均匀分布，需要开发新型的钻探技术和运输技术，以便有效开采。
此外，还需要考虑水合物中的沥青和硫化氢等杂质去除等问题。
尽管目前天然气水合物的开采存在种种难题，但积极探索新型钻井技术和未来更加高效的运输和开采技术有望未来解决难题，推动天然气水合物的更多应用。
二、天然气水合物的开采技术之钻探技术天然气水合物的研究与开采的难度在很大程度上取决于这种资源的结构复杂。
由于其结构的特殊性，天然气水合物的开采需要研发相应的钻探技术。
目前，天然气水合物的钻井技术主要分为两种类型：传统的基本钻探技术和新型的海底操作填隙法（MDOF）技术。
两种钻探技术分别适用于不同的水合物分布类型和环境。
传统的基本钻探技术主要适用于滨海型和陆上天然气水合物，这种技术通过钻探器进行钻井，从钻探孔中提取出天然气水合物。
MDOF技术则主要适用于深海型天然气水合物，在水中进行作业、钻井和采集。
该技术在海底地区使用填隙剂进行填隙操作，将填隙剂注入到水合物体内，钻探孔口恢复气压，然后将填隙剂排出。
天然气水合物的研究现状
天然气水合物的研究现状一、引言天然气水合物（气烟团结物）是一种在海洋和极地等寒冷条件下形成的天然气与水分子结合形成的固态物质，被誉为“能源界的黑马”。
天然气水合物有着巨大的储量和潜力，在能源领域具有广泛的应用前景。
二、天然气水合物的形成机理天然气水合物的形成主要是由于天然气在寒冷的海底和土壤中长期存在而形成。
气体分子在寒冷的环境中容易与水分子形成水合物，形成水合物后，则使水合物的晶体结构发生变化，形成具有网络结构的天然气水合物。
三、天然气水合物的储量与分布天然气水合物被认为是未来能源开发的重要方向之一，其储量巨大，被称为气体领域的“碳水化合物”。
据国际能源署评估，全球天然气水合物资源量可达455万亿立方米，相当于标准煤200年的储量。
目前，天然气水合物的主要分布地区在北极、南极、北太平洋和印度洋等区域。
四、天然气水合物的开采技术天然气水合物的开采技术目前还相对不成熟。
目前主要采取的方法是钻井开采，通过钻井、注水、注气等方法将天然气水合物从海底或土壤中开采出来。
五、天然气水合物的应用前景目前天然气水合物的应用前景十分广泛，包括替代煤、替代油、替代石油天然气、替代核能等方面。
此外，天然气水合物还可以用于制氢。
天然气水合物有着巨大的储量和潜力，在未来的能源市场上将具有重要的地位。
六、结语天然气水合物的研究和开发对于我国的能源安全和国民经济发展具有重要的战略意义。
为了推动天然气水合物的开发，中国政府正在积极制定相关政策，为天然气水合物的研究和开发提供支持和保障。
未来天然气水合物必将成为我国能源领域的重要战略资产。
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。
天然气水合物资源开发现状及最新进展
天然气水合物资源开发现状及最新进展摘要：天然气水合物是20世纪发现的一种新型后备能源，被喻为21世纪石油天然气的理想替代资源，是目前地球上尚未开发的最大未知能源库。
本文介绍了天然气水合物的开发历程、资源状况、现有的开发技术方法与发展趋势，同时也总结了天然气水合物开发领域取得最新成果和认识。
最后得出天然气水合物的研究方向，并建议广泛的参与国际合作。
关键词：开发天然气水合物资源现状开发技术最新进展一、天然气水合物开发历程天然气水合物是以甲烷CH4为主的气态烃类物质（含少量CO2、H2S等非烃分子）充填或被束缚在笼状水分子结构中形成的冰晶状化合物，是在高压、低温条件下形成的。
它是继煤、石油和天然气等能源之后的一种潜在的新型能源,广泛存在于沟盆体系、陆坡体系、边缘海盆陆缘和北极地区的永久冻土区。
20世纪60年代初，前苏联借助地球物理方法首次在西伯利亚永冻层中发现了天然气水合物，随后美、加在加拉斯加北坡、马更些三角洲冻土带相继发现了大规模的水合物矿藏。
70年代初英国地调所科学家在美国东海岸大陆边缘所进行的地震探测中发现了“似海底反射层”(Bottom Similating Reflector,英文称BSR)。
紧接着于1974年又在深海钻探岩芯中获取天然气水合物样品并释放出大量甲烷,证实了“似海底反射”与天然气水含物有关。
70年代和80年代，深海钻探计划(DSI)和大洋钻探计划(ODP)陆续实施，在全球多处海底发现了天然气水合物，大规模的国际合作相继开展，天然气水合物研究以及综合普查勘探工作进人全面发展阶段。
1991年美国能源部组织召开“美国国家天然气水合物学术讨论会”。
1995年冬ODP64航次在大西洋西部布莱克海台组织了专门的天然气水合物调查,打了一系列深海钻孔,首次证明天然气水会物广泛分布,肯定其具有商业开发的价值。
同时指出天然气水会物矿层之下的游离气也具有经济意义。
如今，新技术、新方法的大量应用使天然气水合物的研究朝着更全面、更精深的方向发展。
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。
天然气水合物技术研究及其应用
天然气水合物技术研究及其应用天然气水合物是一种含天然气的晶体，其结构具有大分子接口作为重心，同时还有吸附能力、交换场和催化场特征等，这使它具有广泛的应用前景。
天然气水合物的开采和利用一直是石油行业重点研究的领域，其优点之一是可以替代黑色金属燃料，成为低碳能源中的一员。
一、天然气水合物的研究现状天然气水合物资源主要存在于深海和极冷气候条件下的陆地，包括北冰洋、南极洲、西伯利亚和加拿大以及中国的大陵和天然气水合层等地方，据估计矿藏量实际上是传统燃料的两倍以上，具有开采的巨大潜力。
天然气水合物开采需要具备高强度封闭式的技术，利用分离、压缩和输送设备进行大规模生产，并配备高需求的环保设施，难度颇高。
当前，从科学探索到工程实践，主要的研究目标是找到合适的抽采方法，以及合理的环保措施。
随着天然气水合物项目的研究不断深入，逐渐展示出诸多优点和特点：在利用过程中具有高效和节能特点、对环境和空气的污染退化程度更低，且在未来作为天然气清洁能源的选择比较具有前瞻性等，得到了国家研究人员的广泛关注，支持和支援。
二、天然气水合物技术研究方向目前，天然气水合物的技术研究可以从生产工艺、工程制造、环境保护和经济可行性等方面来展开：生产工艺方面，天然气水合物在矿物开采、加工、筛选、净化过程中，将扮演重要角色，有望确保可持续性利用的必要条件。
因此，围绕这样一些工艺创新，如提高气矿利用率，降低对环境和人士的影响以及提高采收率等方面，将是今后天然气水合物技术的一个主要研究方向。
工程制造方面，天然气水合物开采需要具备显著的技术条件，封闭生产环境十分关键，包括高天然气水合物安全技术、封闭型生产装置设计和制造等。
因此，在这方面研究可以探究气井开采、封闭变形物资等施工方案，以实现天然气水合物开采和利用的高效性。
环境保护方面，天然气水合物的生产将受到可持续绿色环保评价的监督和指引，它应具备节水、与大气环境无冲（零排放）等特点，而这些又是实现它值得信赖生产的必要条件。
天然气水合物的研究现状与开发前景
天然气水合物的研究现状与开发前景天然气水合物是一种重要的天然气资源，具有高能量密度和环保特性，是未来能源发展的重要方向之一。
目前，全世界普遍关注天然气水合物的研究与开发，离开了天然气水合物的开发，未来的能源供给将面临巨大的风险。
天然气水合物是一种化学物质，在超低温和高压的环境下，天然气分子与水分子形成了稳定的结晶体，形成了天然气水合物。
天然气水合物是一种混合物，含有约90%的甲烷和其他的烷烃和少量的氮气和二氧化碳等气体。
目前，全球的天然气水合物资源储量估计为1.3×10¹⁶ m³，相当于常规天然气资源储量的数倍，其中海洋天然气水合物资源占主要部分，可能存在于全球各大洋的海洋沉积物中。
而除了海洋天然气水合物外，陆地上也存在天然气水合物，如中国黑龙江省松花江地区的恒山东、华阳等，逾350个天然气水合物钻井点。
天然气水合物的开采利用并不容易，需要克服很多技术难题。
但近年来，全球的天然气水合物研究成果大幅增加，相关技术也得到了极大的发展。
目前，国内外都对天然气水合物的研究开展了大量的工作，积累了大量的经验和数据。
以下是天然气水合物的研究现状与开发前景分析：一、天然气水合物的研究现状1.开采技术的研究目前，开采利用天然气水合物的主要技术包括采出法、渗滤法、溶解提取法、熔化提取法、热水蒸汽驱替法、水力喷射法、微生物转化法等，同时，水平井、多相流、气水分离等技术也是研究重点。
2.天然气水合物的开发实验国内外的研究机构通过实验室和大规模开发试验对天然气水合物开发和操作进行了验证。
目前，日本在深海天然气水合物的研究和开发技术方面处于世界领先，但由于技术难度和安全性等问题，目前全球尚无商业化建设。
国内目前正在进行陆地天然气水合物勘探，储量巨大，但开发技术尚不成熟。
3.天然气水合物的数值模拟通过数值模拟，可以更好地了解天然气水合物的特性、分布规律和开采模式等。
目前，国内外已经开展了许多天然气水合物数值模拟研究，但模拟结果存在不确定性，需要结合实验和现场数据进行校准。
天然气水合物的研究与趋势档
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。
天然气水合物开发研究进展与挑战
天然气水合物开发研究进展与挑战天然气水合物作为一种全新的清洁能源，具有能量密度高、体积小、无污染、资源丰富等优点，被誉为“未来之能源”。
然而，天然气水合物的开发与利用面临着一系列的挑战和问题。
本文将对天然气水合物开发研究的现状和未来发展进行探讨。
一、天然气水合物的特点和资源潜力天然气水合物是由天然气分子和水分子在一定温度和压力条件下结合形成的冰样物质，是一种新型的天然气储量形式。
其储存条件严苛，需要在恒温恒压和适宜温度范围内储存。
天然气水合物具有能量密度高、体积小、无污染、资源丰富等优点，其中最重要的是储量巨大，被认为是世界上未来最重要的能源之一。
据估计，全球天然气水合物资源量达到10000万亿立方米以上，是天然气储量的100倍以上。
其中，日本、韩国、中国、印度等国家的天然气水合物资源潜力最大，处于全球领先地位。
同时，由于天然气水合物的储量大、分布广、资源开发潜力巨大，因此被认为是未来能源发展的一大潜在方向。
二、国内外天然气水合物开发的研究现状目前，国内外开发天然气水合物的研究已取得了一定的进展。
在国内，我国自2002年开始开展天然气水合物研究，目前已在南海完成了多次勘探和试采，该领域国内企业也取得了一定的技术积累。
在国外，日本、韩国、美国、俄罗斯等国家的天然气水合物开发研究也取得了一定的进展。
目前，国内外天然气水合物开发的技术主要包括钻探技术、提取技术、贮存技术、运输技术和利用技术等方面。
其中，提取技术是目前天然气水合物开发中的核心问题，其主要包括压缩蒸汽蒸馏法、水合物消融法、高压水法、溶解气体增压法、气体泡沫增压法等多种技术。
三、天然气水合物开发面临的挑战和问题然而，天然气水合物的开发与利用也面临着一系列的挑战和问题。
首先，天然气水合物开采过程复杂，技术难度大，目前尚未完全掌握开采技术。
其次，天然气水合物的开发和利用需要高昂的投入成本，需要大规模的工程建设和设备投入。
此外，天然气水合物开发和利用也存在一定的环境和安全风险。
天然气水合物开采技术的研究现状与前景
天然气水合物开采技术的研究现状与前景天然气是人类能源消耗的主要来源之一，但是传统的天然气开采方式面临新的挑战和限制，其中最重要的是可采储量和采集成本的问题。
为了解决这一问题，人们开始研究利用天然气水合物的开采技术。
本文将对天然气水合物开采技术的研究现状及其前景进行探讨。
一、什么是天然气水合物？天然气水合物（Gas Hydrate）是一种在海床或深层地下岩石中形成的物质，其主要成分为甲烷和水。
这种物质在特定的高压和低温条件下形成，形成的原理类似于普通的冰。
天然气水合物在地球表层的水填充地层中广泛存在，而且数量十分丰富，其储量甚至可能远超过传统天然气。
二、天然气水合物的开采技术研究现状目前，天然气水合物开采技术研究正在不断深入。
以下是一些相关技术的主要研究内容：1.水合物的勘探技术由于水合物是一种处于水下深处的物质，因此天然气水合物的勘探难度较大。
针对这一问题，目前的勘探技术主要包括地震勘探和电磁勘探。
地震勘探是利用地震波的反射和折射规律，探测水合物层位和地下构造。
电磁勘探则是通过测量地下电磁场来确定水合物分布情况。
2.水合物的开采技术目前常用的水合物开采技术主要有三种：热解、压力平衡和化学物质注入法。
热解技术是将水合物加热，使甲烷与水分离，然后利用抽吸机将甲烷抽出。
压力平衡技术则是通过搭建压力平衡系统，使水合物中的甲烷自行释放，然后利用抽吸机将甲烷抽出。
化学物质注入法是将特定化学物质注入水合物中，使之分解成甲烷和水，然后再利用抽吸机将甲烷抽出。
三、天然气水合物开采技术的前景天然气水合物开采技术的发展前景是巨大的。
其主要原因是，天然气水合物是一种储量丰富、能源密度高、能够替代传统化石燃料的新型能源。
随着科技的进步，对天然气水合物的勘探、开采技术不断优化，其可采储量将会越来越大。
而且，因为天然气水合物的资源分布广泛，其开采能够避免一些传统化石燃料开采的局限性，从而保障全球能源供应的安全性。
总的来说，天然气水合物开采技术的研究和发展将会为全球能源产业的发展带来一系列深远的影响，在未来的发展中，值得关注和期待。
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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2 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。
( 18 , 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。
第二阶段是大致可看作是自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能够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, 以及经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。
能够说, 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。
能够预料, 到不远的将来, 天然气水合物在为人类提供能源方面将担任主角。
[2]
表1 世界天然气水合物研究开发年系表
2.国外天然气水合物研究现状
当前, 世界上至少有30多个国家和地区进行着天然气水合物的研究与调查勘探, 而美国、日本、韩国、印度等国近年来制定的天然气水合物研究开发战略和国家研究开发项目计划尤为引人注目。
日本对天然气水合物的研究开发处于领先地位。
1998年, 日本国家石油公司与加拿大地质测量局和美国地质测量局合作, 在加拿大西北部三角洲进行首次试钻, 取得地下1 150 m永久冻土层天然气水合物砂质岩心, 并计划在年在太平洋进行试验性钻井作业来开采埋在海床下面的天然气水合物并检验这种资源是否是一种可行的下一代燃料, 同时打算在前完成将天然气水合物用于商业化的必要技术开发。
美国于1981年投入800万美元制定了天然气水合物的研究计划; 1998年, 美国参议院经过决议, 把天然气水合物作为国家发展的战略能源, 将”甲烷水合物研究与资源开发利用”列入国家发展长远计划, 每年投人2 000万美元, 由能源部和美国地质调查局组织有关部门实施, 要求年达到计划目标, 进行商业性试采。
印度是继日本之后提出天然气水合物研究计划的第二个国家。
其目的是迅速摸清全国水合物资源的资源量, 为经济开采做准备。
俄罗斯自20世纪70年代末以来, 先后在黑海、里海、白令海、鄂霍茨克海、千岛海沟和太平洋西南部等海域进行海底天然气水合物研究, 发现具有工业价值的区域, 近期仍在对巴伦支海和鄂霍茨克海的天然气水合物进行研究。
德国于20世纪80年代与印尼等国对西南太平洋的边缘海进行过联合研究, 在莽拉威西海发现海底天然气水合物的识别标志。
当前, 德国正在筹划大规模的国家研究计划, 可能计划与俄罗斯合作研究鄂霍茨克海的海底水合物。
另外, 研究天然气水合物的国家还有韩国、挪威和欧洲一些国家, 欧洲联
盟已拨出专款, 研制天然气传感器和专用的水合物取样工具, 在北大西洋开展天然气水合物调查, 查清资源量。
[3]
当前, 国外对于天然气水合物地球化学勘探的方法主要有气体异常检测法、流体地球化学法、稳定同位素法、酸解烃法和顶空气法等。
在流体地球化学方面, 主要经过采集沉积物样品或海水样品, 分别经过脱气装置获得气体( 沉积物为顶空气, 海水为水溶气) , 然后用气相色谱在船上直接检测烃类气体( 主要包括、、等) 和等组分, 剩余样品则携带到相应的实验室进行测试。
( 标注文献4) 在孔隙水地球化学方面, 一般都是采集沉积物样品到甲板上, 经过压榨法或其它方法获得孔隙水样品, 再在船上开展水地球化学组分分析( 一般包括碱度、盐度、、、、、、、、、、等12项) 。
但在对于深海天然气水合物原位探测方面, 国外主要以德国研制的K-METS较为先进, 它能够在快速运动中碱性测量甲烷浓度, 还能够进行水体剖面调查。
该套设备能够应用于海底3500m, 检测的甲烷浓度的测量范围为1nmol/L—50nmol/L。
但套设备也存在精度不够的问题, 在”十五”和”十一五”计划的天然气水合物原位勘查过程中, 该套设备未检测到甲烷指标组分浓度信号。
这是也是当今世界科学界对天然气水合物原位探测技术的发展必要的原因。
图 1 K-METS 实物图 2 K-METS 内部结构示意图
表2 德国CAPSUM公司 K-Mets甲烷探测器主要参数数据
德国CAPSUM公司K-Mets甲烷探测器主要参数数据
探测器类型半导体
工作原理烃类气体经过一层特殊的硅有机质半透膜从液体孔隙中释放出来进入探测器, 烃类气体在活性层被吸附, 与氧发生氧化还原反应, 反应中电子的
得失经过传感器转化为电压信号。
半透膜指标
标准配置10 μm硅有机质隔膜
可选配置10-100 μm 硅有机质隔膜, 防污型
操作范围
深度0- m或0-3500 m( 供选择)
温度2-20℃( 其它温度可与厂家联系订制)
甲烷50 nmol/l-10 µmol/l ( 其它浓度范围可与厂家联系订制)
电流160 mA( 启动时最高会达到400mA)
输出
标准模拟信号0-5V 数字信号RS-485
规格
外壳直径49 mm。