天然气水合物的研究现状

摘要天然气水合物的研究现状孙艳超(中国石油渤海钻探工程公司)摘要摘要:天然气水合物是21世纪最有潜力的非常规能源之一,其蕴藏量十分巨大,在煤、石油的开采潜力即将达到极限的情况下,它的开发硏究显得十分重要。由于它的开发可能带来许多不可预测的风险,所以前期调查工作更为重要。本文主要从研究现状、趋势、存在问题几个方面概要介绍天然气水合物。关键词天然气水合物;现状;趋势;问题Abstract: Gas hydrate is one of the most potential unconventional energyreserves in the 21st century, which has enormous potential for mining of coal,its development is very important. Since its development may bring manyunpredictable risks, so the preliminary investigation is more important. Thisarticle research status, trends, there are several aspects on an overview of gashydratesKey words gas hydrates; the status quo; trend; problem概述当今世界能源紧缺已经是我们面临重大问题之能源的争夺是造成国际上局部战争的主要原因。所以天然气水合物作为一种非常规天然气资源,它的开采利用就显得至关重要。天然气水合物的定义:小分子气体(如甲烷至丁烷,氮,氧,二氧化碳,硫化氡等)与水在适当温度和压力下接触后形成的以甲烷为主(>90%)的笼状水合物,又叫“可燃冰”或“固体瓦斯”如(图1)图1天然气水合物天然气水合物是上个世纪发现的一种新型后备能源,是目前地球上尚未开发的最大的能源库。天然气水合物的蕴藏量巨大,据估算全球的天然气水合物的储量约为2×1016m3是剩余天然气储量的136倍。世界上天然气水合物所含的有机碳的总量,相当于全球已知煤、石油和天然气总量的2倍。而且分布状况很均匀,几乎遍布全球的各大洲二、国内外现状中国煤化工CNMHG摘要从1810年英国Dav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,人类再没有停止过对它的研究和探索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1150m永久冻土层天然气水合物砂质岩心。国家石油公司在北海道附近进行了天然气水合物的勘探和资源储量评价。1999年美国政府制定了《国家甲烷水合物多年研究和开发项目计划》,预期可建立天然气水合物矿床气体资源评价体系、发展商业生产技术,了解和定量评价甲烷水合物在全球碳循环中的作用及其与全球气候变化的相关性,解决水合物工程技术和海底稳定性问题。此外,研究天然气水合物的国家还有印度、加拿大、俄罗斯、德国、韩国、挪威和欧洲一些国家,欧洲联盟口拨出专款,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査,查清资源量。我国的许多海区具有天然气水合物形成的条件,我国东海陆坡、南海北部陆坡、台湾东北和东南海域、冲绳海槽、东沙和南沙海槽等地域均有天然气水合物产出的良好地质条件;此外,初步勘查表明,我国是世界冻土第三大国,尤其是青藏高原是多年生冻土带,可能埋藏着丰富的天然气水合物三、主要成果迄今为止,世界上至少有30多个国家开展了对天燃气水合物的研究工作,取得了一系列的重大进展。前已调査发现并圈定有天然气水合物的地区主要分布在西太平洋海域的白令海、千岛海沟、冲绳海槽、南海海槽、新西兰北岛等地:东太平洋海域的中美海槽、北加利福尼亚一俄勒冈滨外、秘鲁海槽;大西洋海域的美国东海岸外布莱克海台、墨西哥湾、加勒比海、南美东海岸外陆缘、非洲西西海岸海域:印度洋的阿曼海湾:北极的巴伦支海和波弗特海:南极的罗斯海和威德尔海,以及黑海与里海等。目前这些海域内有88处发现了天然气水合物,其中26处岩心见到天然气水会物,62处见到有天然气水合物地震标志的似海底反射(BSR),许多地方见有生物及碳酸盐结壳标志据专家估算:在全世界的边缘海、深海槽区及大洋盆地中,目前已发现的水深3000m以内沉积物中天然气水会物中甲烷资源量为2.1×101m3。可满足人1000年的需求,其储量之大,分布面积之广,是人类未来不可多得的能源。中国煤化工经过我国科学家对我国海域天然气水合物进行CNMHG(I摘要针对天然气水合物的地球物理属性研究认为,水合物成矿带的顶、底面是个客观存在的物性界面,BSR是其底面的标志。对BSR发育位置的温压场研究表明:南海海域水合物发育的温压场条件与全球范围内相关海域水合物发育温压场环境具有较好的可比性。(2)对天然气水合物沉积学的研究表明,天然气水合物主要分布于在三角洲前缘与浅海接壤处,在浅海与半深海连接处也有少量分布,它们所对应的砂泥岩在25%~50%,说明天然气水合物一般存在于地形转折处的下端、岩性中等偏细的沉积层中。(3)在对地质、地球物理以及地球化学综合分析的基础上,根据地震剖面的解释成果,初步圈定了南海海域的有利远景区。相关的地球化学资料以及高分辨率地震资料硏究表明,南海北部具有天然气水合物较为有利的成矿环境。四、发展趋势天然气水合物的开发利用必将对世界及我国能源、经济产生重大影响,同时也对基础研究提出了更高的要求,并为之提供了更广阔的天地。近年来,天然气水合物的物理化学性质进一步被认识和掌握。研究方法不断发展和更新,水合物生成、分解动力学逐渐被认识、重视和发展;天然气水合物的开发利用受到世界各国的重视。但要使大规模开采水合物成为可能,还要做大量的基础研究工作五、存在问题虽然目前对天然气水合物的研究已达到一定水平,但仍有以下一些科学问题需要进一步研究:(1)水合物的结构、稳定性、物理化学性质、形成与分解的热动力学规律的进一步认识和掌握(2)地层(多孔介质)中水合物的形成与分解性能研究(3)天然气水合物的成藏机理及水合物对海底地质灾害和全球气候变化的影响。(4)水合物地质学、矿藏分布与资源量计算水合物地球化学与地球物理调查,找矿标志六、结论虽然天然气水合物的研究已有半个世纪,但是相比较化石能源,它的研究才刚刚开始。目前,全球只有少数地区有天然气水合物的开采,在石油即将面临枯竭的前提下,各个国家加大对天然气水合物的研究也将是必然的趋势。天然气水合物是一种潜在替代能源,但中国煤化工开CNMHG摘要采技术方法得当,它就会成为人类“后石油时代”的重要替代能源;开采技术方法不得当,它就会成为引发人类生存环境的杀手。为了减少开发可能带来的潜在风险,前期的研究工作必不可少。作者简介:孙艳超,1984年12月2日,男,汉族,2009年毕业于中国石油大学(北京)获学士学位,技术员,在职研究生,主要从事井下力学与控制工程方面的研究中国煤化工CNMHG