天然氣水合物的研究進展

1、<p>　　天然氣水合物的研究進展</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，它被譽為21世紀最清潔的能源物質。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。重點分析了國內外的研究情況，這為指導我國天然氣水合物事業(yè)奠定了堅實的基礎。天然氣水合物的研究對于人類有著非比尋常的意義，還存在著一些難關有待于我們去探索。 </p&g

2、t;<p>　　關鍵詞：天然氣水合物 進展 能源物質 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的“可燃冰”或者固體“瓦斯”是因為它的外觀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似冰狀

3、的結晶物質，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世紀的一次科學考察中發(fā)現的礦產資源，雖然其成分與天然氣相似但是較之更為純凈，開采時只需要將固體的“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之無愧的被譽為“21世紀最具有商業(yè)開發(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 </p

4、><p>　　天然氣水合物的分子結構式為CH4?8H2O，其分子結構就像一個一個由若干水分子組成的籠子。形成可燃冰有三個基本條件：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℃時生成，在超過20℃的溫度時便會分解。其次需要高壓的條件：在0℃時只需要30個大氣壓就可以滿足可燃冰的生成然而在海洋深處，30個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。在海底深處經常會

5、有很多有機物的沉淀，這些有機物質中含有豐富的碳，經過生物轉化后可以產生充足的氣源。綜上天然氣水合物的生成條件可以發(fā)現由于海底地層的多孔介質性并且在溫度，壓力，氣源都能滿足的情況下可燃冰就會在介質的空隙中生成，所以我們在開采天然氣水合物的時候主要在深海島嶼等地區(qū)。 </p><p>　　二、國內天然氣水合物的研究進展 </p><p>　　2007年五月1日凌晨，中國在南海北部的首次采樣成功

6、，這一歷史性的壯舉證實了中國南海北部蘊藏豐富的天然氣水合物資源，從而成為繼美國日本印度之后的第四個國家級研發(fā)計劃采到天然氣水合物實物樣品的國家，標志著中國天然氣水合物調查研究水平已步入世界先進行列。相比于美國印度等國家我國天然氣水合物資源調查與評價工作起步晚。我國于1999年在國家發(fā)展改革委、財政部等大力支持下，國土資源部整合了國內各方面優(yōu)勢力量正式啟動天然氣水合物資源調查。到目前為止，中國對海底天然氣水合物的研究與勘查已取得一定進展，

7、南海西沙海槽等海區(qū)發(fā)現的天然氣水合物的標志表明中國海域分布有天然氣水合物資源，值得我們開展進一步的工作；2005年4月14日，中國在北京舉行中國地質博物館收藏中國首次發(fā)現的天然氣水合物碳酸鹽巖標本儀式。 </p><p>　　據國土資源部地質勘查司副司長車長波介紹：今后國土資源部將按照國家規(guī)劃部署，全面組織實施我國海域、陸域天然氣水合物資源勘查評價，通過加快天然氣水合物勘查評價和重點靶區(qū)鉆探取芯工作，開展天然氣水

8、合物成藏機理和富集規(guī)律等理論研究，加大天然氣水合物試開采及環(huán)境評價等關鍵技術攻關力度，力爭早日實現天然氣水合物開發(fā)利用，以減緩我國的面臨的環(huán)境污染問題，真正的實現資源的可持續(xù)發(fā)展。 </p><p>　　三、國外天然氣水合物的研究進展 </p><p>　　在天然氣水合物的研究方面，美國一直走在世界的前列也是世界上關于天然氣水合物勘察與開采研究最活躍的國家。早在1968年美國就在布萊克海臺

9、開展了天然氣水合物的調查，2002年美國研制的熱激發(fā)法在加拿大Mallik的試驗中取得成功。美國參議院通過的天然氣水合物的研究與開發(fā)法案中決定大幅度的增加天然氣水合物調查研究與開發(fā)，在2025年之前一定要論證海相甲烷水合物砂儲層的技術可行性和經濟可開采性。 </p><p>　　早在20世紀70年代就開始了陸地凍土帶可燃冰的研究，2002年加拿大與日本，美國，德國，印度等合作實施的“Mallik天然氣水合物探測井

10、”的項目成功的進行了天然氣水合物藏注熱的開采，2004年加拿大又開展了天然氣水合物開發(fā)的潛在利益研究。2008年再次進行了降壓與注熱聯合開采的項目，成功的證明了注熱和降壓法可以實現天然氣水合物礦藏的開發(fā)，這一成果開創(chuàng)了天然氣水合物開發(fā)利用的又一里程碑，為將來的生產和商業(yè)應用奠定了基礎。 </p><p>　　日本是目前在天然氣水合物研發(fā)方面比較先進的國家之一，該國的實力處于國際領先水平。日本與1999年和2004

11、年兩度實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)試驗有力的促進了天然氣水合物鉆探和測試技術的發(fā)展。目前在日本已經初步形成了天然氣水合物層位測井，鉆完井配套技術體系；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采和沉積物機械特性研究裝置，目前正在開展系統的開采研究工作。 </p><p>　　德國在可燃冰的研究方面也是出于世界

12、領先水平，該國尤其重視對天然氣水合物環(huán)境影響的研究。20世紀90年代以來就和其他國家合作先后在東太平洋，西南太平洋等海域進行了可燃冰的研究。2000年德國正式公布了《地球工程學――地球系統；從地球認識到地球管理》的大型研究計劃，這個計劃預計2015年底完成。 </p><p><b>　　四、意見及建議 </b></p><p>　　1，我國南海地區(qū)具有得天獨厚的地質

13、條件，建議盡快這些地區(qū)的天然氣水合物的調查研究工作，用更加先進的技術提高采收率，實現我國國民經濟的快速發(fā)展，也同時響應國家的號召實現資源節(jié)約些環(huán)境友好型社會。 </p><p>　　2，作為21世紀能源界的嬌子，可燃冰的研究受到各國政府的高度重視，其調查研究成果日新月異，尤其美國印度德國等國家在這方面的研究處于世界領先水平，所以強烈建議我國政府以及科學家加強與這些國家的交流合作，及時了解到最新成果學習先進技術為我

14、國的天然氣水合物的調查勘探與開發(fā)事業(yè)做出偉大的貢獻。 </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)境災害，所以開展室內外天然氣水合物鉆采的研究已經迫在眉睫。 </p><p>　　4，學習國外的管理經驗成立專門的國家可燃冰研究機構，由政府機構和企業(yè)大學共同組成，這可以使得各個水合物研究機構相互配合相互交流，減

15、少資源的浪費。據相關資料顯示2007年我國已經在南海獲取水合物樣品各方面的研究已經證明水合物具有較大潛能，所以成立國家性水合物研究機構的時機已經成熟。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]雷懷彥，王先彬，房玄，鄭艷紅?！短烊粴馑衔镅芯楷F狀與未來挑戰(zhàn)》。沉積學報。1999年03期 </p><p>　　[