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天然气水合物资源潜力及其开发前景_图文

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天然气 水合物 资源 潜力 及其 开发 前景 图文
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2009年第7期(总第139期) 应用能源技术 5 天然气水合物资源潜力及其开发前景 郝丽 。崔永兴 (1.河北农业大学中兽医学院,河北定州073000;2.新奥能源咨询有限公司,河北廊坊摘要:在人类探索新型能源的历程中,天然气水合物作为储量丰富、清洁的优质能源正在 得到越来越多的关注。简要介绍了天然气水合物的基本性质,以及国内外发展研究状况,列举 了我国在天然气水合物探索领域的最新成果,最后重点分析了其在我国的应用前景。 关键词:天然气水合物;能源;现状;前景 中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009—3230(27—0005—02 f i .(1.f 73000; 2.o.65000) n of as a of l 天然气水合物简介 1.1天然气水合物的概念 天然气水合物是在一定条件(合适的温度、压 力、气体饱和度、水的盐度、,由天然气 与水分子在高压(>100大气压或>10低 温(O~C)条件下合成的一种固态类冰的、非 化学计量的笼型结晶化合物,遇火可燃。由于其 多呈白色或浅灰色的晶体,外貌像冰雪一样,而且 可以像固体酒精一样被点燃,因此俗称为“可燃 冰”。 天然气水合物广泛分布在大陆、岛屿的斜坡 地带,活动和被动大陆边缘的隆起处,极地大陆架 以及海洋和一些内陆湖的深水环境中。 1.2化学及物理性质 天然气水合物可用M·表示,其中水合物中的气体分子,其主要成分为甲烷;合指数即水分子数 。由水分子搭成像笼子一 收稿日期:2009—05—11 修订稿日期:2009—05—21 作者简介:郝丽,女,河北百家庄,硕士学位,助教,环境 工程。 样的多面体格架,以甲烷为主的气体分子被包含 在笼子框架中。不同的温度和压力条件下,具有 不同的多面体框架。 天然气水合物的密度接近并稍低于冰的密 度,剪切系数、电介常数和热传导率均低于冰,其 声波传播速度明显高于含气沉积物和饱和水沉积 物,中子孔隙度低于饱和水沉积物。 1.3天然气水合物的储量 经过探索、研究,人们发现在标准状况下,1 单位体积的天然气水合物最多可分解产生164单 位体积的甲烷气体卫],但对天然气水合物的具体 储量还存有争议。据中国科学院院士戴金星介 绍,目前对可燃冰中甲烷总量较为一致的估计是 2.0×1016~或2.1×1016~,相当于当前已探明 化石燃料(煤、石油和天然气)总含碳量的两倍,其 储量巨大毋庸置疑。 1.4天然气水合物作为能源的优势 (1)天然气水合物储量丰富; (2)能量密度大:天然气水合物的能量密度是 常规天然气的2~5倍,是煤的(3)清洁:天然气水合物分解释放后的气体主 6 应用能源技术 2009年第7期(总第139期) 要是甲烷,它比常规天然气含有更少的杂质,燃烧 后几乎不产生环境污染物质。 2天然气水合物的研究现状 2.1国外研究现状 人类最早于1810年在实验室里发现了天然 气水合物,经过近200年的研究、探索,美国、日 本、印度、俄罗斯、德国、加拿大、挪威、巴基斯坦、 荷兰在寻找海洋天然气水合物上有较大的投入, 并取得了显著的进展 3 J。迄今,世界上至少有30 多个国家和地区进行了天然气水合物的研究与调 查勘探。由于能源匮乏,有的放矢的可燃冰钻探 在在本国南海海槽已经 钻探了7口探井,还与加拿大合作在加拿大马更 歇三角洲冰土带进行可燃冰钻探,力争2010年实 现商业性开发。美国也计划在2015年从海域或 永久冻土带中进行可燃冰商业生产 J。 限于技术瓶颈,至今为止唯一获得开发利用的 天然气水合物资源,是于1960年在西伯利亚发现 的第一个天然气水合物气藏——麦素雅哈气田,此 气田于1969年投入开发,采气采气量为 5o.17×1083(约为该气田总产气量的36%)。 2.2国内研究现状 我国对于天然气水合物的研究开始较晚。 1990年,中国科学院兰州冰川研究所冻土工程国 家重点试验室,与莫斯科大学冻土专业学者合作 开展了室内可燃冰合成试验;1999年,广州海洋 地质调查局在南海西沙海槽区至少在130面上发现了海底反射层,其是海底地震 反射剖面中的一种地震反射层,位于海底下几百 米沉积中且与海底地形近于平行。物中天然气水合物稳定带基底,其上是天然气 水合物或气藏赋存处。目前,世界海上天然气水 合物发现及范围圈定主要有赖于2000年广 州海洋地质调查局在西沙海槽继续进行以天然气 水合物勘探为目标的地震测量,经过2年多的测 量,已大致圈出80002007年5月1日凌晨,我国在南海神狐海域 钻获了天然气水合物实物样品,使此海域成为世 界上第24个采到天然气水合物实物样品的地区, 第22个在海底采到天然气水合物实物样品的地 区,第品的地区。我国也因此成为继美国、日本、印度 之后第4个通过国家级研发计划采到水合物实物 样品的国家,标志着我国天然气水合物调查研究 水平一举步人世界先进行列。 3 天然气水合物开发前景 解决我国21世纪能源需求的问题已日益紧 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。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储存有 丰富的天然气水合物资源,另外,据称在青藏高原 终年积雪的羌塘地区也有发现 J。 目前,由于天然气水合物赋存形状复杂,开发 难度很大。如,开采后如何不漏失比温室效应气体甲烷;对未成岩矿藏开采后如何 防止水下电缆、工程受滑动影响破坏;把开采成本 降到商业价位。上述一系列问题导致我国现在尚 未进行天然气水合物的商业开发。然而由于其具 有资源丰富、能量密度大和清洁无污染等优势,我 们相信,随着科学技术的进步,天然气水合物作为 新一代能源必将得到广泛利用,弥补常规能源的 不足,有助于社会、经济和环境的可持续发展。 4 结束语 天然气水合物由于资源丰富、能量密度大、清 洁无污染等优点,已成为本世纪极具开发前景的 能源。世界上许多国家在寻找海洋天然气水合物 上投入了大量的人力、物力和财力,并取得了显著 的进展。我国对于天然气水合物的研究较晚,但 经过不懈的努力,已成为继美国、日本、印度之后 第4个通过国家级研发计划采到水合物实物样品 的国家,标志着我国天然气水合物调查研究水平 一举步人世界先进行列。但由于天然气水合物赋 存形状复杂,从性质研究到勘探开采,涉及地质、 化学、环境、物理、生物等不同领域的一系列问题, 开发难度很大,总体上离实际大规模利用还相差 很远。随着科学技术的进步,我们相信,天然气水 合物作为新一代能源必将得到广泛利用,促进社 会、经济和环境的全面可持续发展。 参考文献 [1]税碧垣.天然气水合物储存技术应用研究与发展 [J].天然气工业,20(2). [2]002(7). [3] 高寿柏.国外甲烷水合物资源研究动态[J].世界石 油工业,1999(1). [4]陈多福,徐文新,等.美国天然气水合物研究计划介 绍[J].地球科学进展,2003(18). [5]张文亮,贺艳梅,等.天然气水合物研究历程及发展 趋势[J].断块油气田,2005,12(2).
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