天然氣水合物的研究進(jìn)展

1、<p>　　天然氣水合物的研究進(jìn)展</p><p>　　摘 要：天然氣水合物是一種繼煤，石油與天然氣等能源之后的新型能源物質(zhì)，它被譽(yù)為21世紀(jì)最清潔的能源物質(zhì)。本文章介紹了天然氣水合物的概念以及形成條件，追溯了天然氣水合物的發(fā)展歷程。重點(diǎn)分析了國(guó)內(nèi)外的研究情況，這為指導(dǎo)我國(guó)天然氣水合物事業(yè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。天然氣水合物的研究對(duì)于人類(lèi)有著非比尋常的意義，還存在著一些難關(guān)有待于我們?nèi)ヌ剿鳌?</p&g

2、t;<p>　　關(guān)鍵詞：天然氣水合物 進(jìn)展 能源物質(zhì) 意義 探索 </p><p><b>　　一、引言 </b></p><p>　　1.1天然氣水合物的概念 </p><p>　　天然氣水合物就是我們熟稱(chēng)的“可燃冰”或者固體“瓦斯”是因?yàn)樗耐庥^像冰一樣而且遇火燃燒。天然氣水合物是天然氣與水在一定的高亞低溫條件下形成的類(lèi)似冰狀

3、的結(jié)晶物質(zhì)，其主要是分布在深海沉積物和陸域的永久凍土，島嶼的斜坡地帶等地域。天然氣水合物的研究起源于20世紀(jì)的一次科學(xué)考察中發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)資源，雖然其成分與天然氣相似但是較之更為純凈，開(kāi)采時(shí)只需要將固體的“天然氣水合物”升溫減壓就可以釋放出大量的甲烷氣體。天然氣水合物作為一種新型的高效能源當(dāng)之無(wú)愧的被譽(yù)為“21世紀(jì)最具有商業(yè)開(kāi)發(fā)前景的戰(zhàn)略資源”。 </p><p>　　1.2天然氣水合物的形成條件及優(yōu)點(diǎn) </p

4、><p>　　天然氣水合物的分子結(jié)構(gòu)式為CH4?8H2O，其分子結(jié)構(gòu)就像一個(gè)一個(gè)由若干水分子組成的籠子。形成可燃冰有三個(gè)基本條件：溫度，壓力和原材料。首先需要低溫的環(huán)境，天然氣水合物在在0―10℃時(shí)生成，在超過(guò)20℃的溫度時(shí)便會(huì)分解。其次需要高壓的條件：在0℃時(shí)只需要30個(gè)大氣壓就可以滿足可燃冰的生成然而在海洋深處，30個(gè)大氣壓是很容易滿足的并且氣壓越大水合物越不容易分解。最后充足的氣源是必不可少的。在海底深處經(jīng)常會(huì)

5、有很多有機(jī)物的沉淀，這些有機(jī)物質(zhì)中含有豐富的碳，經(jīng)過(guò)生物轉(zhuǎn)化后可以產(chǎn)生充足的氣源。綜上天然氣水合物的生成條件可以發(fā)現(xiàn)由于海底地層的多孔介質(zhì)性并且在溫度，壓力，氣源都能滿足的情況下可燃冰就會(huì)在介質(zhì)的空隙中生成，所以我們?cè)陂_(kāi)采天然氣水合物的時(shí)候主要在深海島嶼等地區(qū)。 </p><p>　　二、國(guó)內(nèi)天然氣水合物的研究進(jìn)展 </p><p>　　2007年五月1日凌晨，中國(guó)在南海北部的首次采樣成功

6、，這一歷史性的壯舉證實(shí)了中國(guó)南海北部蘊(yùn)藏豐富的天然氣水合物資源，從而成為繼美國(guó)日本印度之后的第四個(gè)國(guó)家級(jí)研發(fā)計(jì)劃采到天然氣水合物實(shí)物樣品的國(guó)家，標(biāo)志著中國(guó)天然氣水合物調(diào)查研究水平已步入世界先進(jìn)行列。相比于美國(guó)印度等國(guó)家我國(guó)天然氣水合物資源調(diào)查與評(píng)價(jià)工作起步晚。我國(guó)于1999年在國(guó)家發(fā)展改革委、財(cái)政部等大力支持下，國(guó)土資源部整合了國(guó)內(nèi)各方面優(yōu)勢(shì)力量正式啟動(dòng)天然氣水合物資源調(diào)查。到目前為止，中國(guó)對(duì)海底天然氣水合物的研究與勘查已取得一定進(jìn)展，

7、南海西沙海槽等海區(qū)發(fā)現(xiàn)的天然氣水合物的標(biāo)志表明中國(guó)海域分布有天然氣水合物資源，值得我們開(kāi)展進(jìn)一步的工作；2005年4月14日，中國(guó)在北京舉行中國(guó)地質(zhì)博物館收藏中國(guó)首次發(fā)現(xiàn)的天然氣水合物碳酸鹽巖標(biāo)本儀式。 </p><p>　　據(jù)國(guó)土資源部地質(zhì)勘查司副司長(zhǎng)車(chē)長(zhǎng)波介紹：今后國(guó)土資源部將按照國(guó)家規(guī)劃部署，全面組織實(shí)施我國(guó)海域、陸域天然氣水合物資源勘查評(píng)價(jià)，通過(guò)加快天然氣水合物勘查評(píng)價(jià)和重點(diǎn)靶區(qū)鉆探取芯工作，開(kāi)展天然氣水

8、合物成藏機(jī)理和富集規(guī)律等理論研究，加大天然氣水合物試開(kāi)采及環(huán)境評(píng)價(jià)等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)力度，力爭(zhēng)早日實(shí)現(xiàn)天然氣水合物開(kāi)發(fā)利用，以減緩我國(guó)的面臨的環(huán)境污染問(wèn)題，真正的實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展。 </p><p>　　三、國(guó)外天然氣水合物的研究進(jìn)展 </p><p>　　在天然氣水合物的研究方面，美國(guó)一直走在世界的前列也是世界上關(guān)于天然氣水合物勘察與開(kāi)采研究最活躍的國(guó)家。早在1968年美國(guó)就在布萊克海臺(tái)

9、開(kāi)展了天然氣水合物的調(diào)查，2002年美國(guó)研制的熱激發(fā)法在加拿大Mallik的試驗(yàn)中取得成功。美國(guó)參議院通過(guò)的天然氣水合物的研究與開(kāi)發(fā)法案中決定大幅度的增加天然氣水合物調(diào)查研究與開(kāi)發(fā)，在2025年之前一定要論證海相甲烷水合物砂儲(chǔ)層的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可開(kāi)采性。 </p><p>　　早在20世紀(jì)70年代就開(kāi)始了陸地凍土帶可燃冰的研究，2002年加拿大與日本，美國(guó)，德國(guó)，印度等合作實(shí)施的“Mallik天然氣水合物探測(cè)井

10、”的項(xiàng)目成功的進(jìn)行了天然氣水合物藏注熱的開(kāi)采，2004年加拿大又開(kāi)展了天然氣水合物開(kāi)發(fā)的潛在利益研究。2008年再次進(jìn)行了降壓與注熱聯(lián)合開(kāi)采的項(xiàng)目，成功的證明了注熱和降壓法可以實(shí)現(xiàn)天然氣水合物礦藏的開(kāi)發(fā)，這一成果開(kāi)創(chuàng)了天然氣水合物開(kāi)發(fā)利用的又一里程碑，為將來(lái)的生產(chǎn)和商業(yè)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 </p><p>　　日本是目前在天然氣水合物研發(fā)方面比較先進(jìn)的國(guó)家之一，該國(guó)的實(shí)力處于國(guó)際領(lǐng)先水平。日本與1999年和2004

11、年兩度實(shí)施南海海槽天然氣水合物的鉆探成功的獲得了可燃冰的樣本。之后兩次參與加拿大三角洲水合物的研發(fā)試驗(yàn)有力的促進(jìn)了天然氣水合物鉆探和測(cè)試技術(shù)的發(fā)展。目前在日本已經(jīng)初步形成了天然氣水合物層位測(cè)井，鉆完井配套技術(shù)體系；2005年到2008年之間，日本再次勘察到大量的可燃冰樣本，建立了天然氣水合物模擬開(kāi)采和沉積物機(jī)械特性研究裝置，目前正在開(kāi)展系統(tǒng)的開(kāi)采研究工作。 </p><p>　　德國(guó)在可燃冰的研究方面也是出于世界

12、領(lǐng)先水平，該國(guó)尤其重視對(duì)天然氣水合物環(huán)境影響的研究。20世紀(jì)90年代以來(lái)就和其他國(guó)家合作先后在東太平洋，西南太平洋等海域進(jìn)行了可燃冰的研究。2000年德國(guó)正式公布了《地球工程學(xué)――地球系統(tǒng)；從地球認(rèn)識(shí)到地球管理》的大型研究計(jì)劃，這個(gè)計(jì)劃預(yù)計(jì)2015年底完成。 </p><p><b>　　四、意見(jiàn)及建議 </b></p><p>　　1，我國(guó)南海地區(qū)具有得天獨(dú)厚的地質(zhì)

13、條件，建議盡快這些地區(qū)的天然氣水合物的調(diào)查研究工作，用更加先進(jìn)的技術(shù)提高采收率，實(shí)現(xiàn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，也同時(shí)響應(yīng)國(guó)家的號(hào)召實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約些環(huán)境友好型社會(huì)。 </p><p>　　2，作為21世紀(jì)能源界的嬌子，可燃冰的研究受到各國(guó)政府的高度重視，其調(diào)查研究成果日新月異，尤其美國(guó)印度德國(guó)等國(guó)家在這方面的研究處于世界領(lǐng)先水平，所以強(qiáng)烈建議我國(guó)政府以及科學(xué)家加強(qiáng)與這些國(guó)家的交流合作，及時(shí)了解到最新成果學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)為我

14、國(guó)的天然氣水合物的調(diào)查勘探與開(kāi)發(fā)事業(yè)做出偉大的貢獻(xiàn)。 </p><p>　　3，由于自然或者人為因素所引起的溫度壓力的變化均會(huì)使得可燃冰的分解，造成海底滑坡，生物滅亡和氣候變暖等環(huán)境災(zāi)害，所以開(kāi)展室內(nèi)外天然氣水合物鉆采的研究已經(jīng)迫在眉睫。 </p><p>　　4，學(xué)習(xí)國(guó)外的管理經(jīng)驗(yàn)成立專(zhuān)門(mén)的國(guó)家可燃冰研究機(jī)構(gòu)，由政府機(jī)構(gòu)和企業(yè)大學(xué)共同組成，這可以使得各個(gè)水合物研究機(jī)構(gòu)相互配合相互交流，減

15、少資源的浪費(fèi)。據(jù)相關(guān)資料顯示2007年我國(guó)已經(jīng)在南海獲取水合物樣品各方面的研究已經(jīng)證明水合物具有較大潛能，所以成立國(guó)家性水合物研究機(jī)構(gòu)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]雷懷彥，王先彬，房玄，鄭艷紅?！短烊粴馑衔镅芯楷F(xiàn)狀與未來(lái)挑戰(zhàn)》。沉積學(xué)報(bào)。1999年03期 </p><p>　　[