天然氣水合物:巨大的潛在能源

第26卷第4期天然與石油2008年8月Natural Gas And OilAug.2008天然氣水合物:巨大的潛在能源錢(qián)伯章,朱建芳(上海擎督信息科技公司金秋科技傳播公司,上海200127)摘要:天然氣水合物(又稱(chēng)可燃冰)分布的范圍約4000×103km2,占海洋總面積的10%海底可燃冰的儲量夠人類(lèi)使用1000年?？扇急l(fā)現儲量是石油夭然氣的2倍,可燃冰將成為人類(lèi)利用能源的新希望。評述了世界各國可燃冰開(kāi)發(fā)的探索現狀與前景,對中國可燃冰開(kāi)發(fā)進(jìn)行展望。關(guān)鍵詞:甲烷水合物;可燃冰;儲量;開(kāi)發(fā);前景;世界;中國文章編號:10065539(2008)040047406文獻標識碼:A約2800×102m3甲烷就可望滿(mǎn)足美國現能源總消1世界研究開(kāi)發(fā)現狀費量約達1000年。近二十年來(lái),世界上對深藏地下的清潔能源基于對能源的危機感全世界包括中國,都在尋天然氣水合物的研究和開(kāi)發(fā)越來(lái)越重視。天然氣水找替代能源,科學(xué)家估計,1m3天然氣水合物(又稱(chēng)合物是水和天然氣在高壓和低溫條件下混合時(shí)產(chǎn)生可燃冰)可轉化為164m3的天然氣和08m3的水。的一種固態(tài)物質(zhì),外貌極像冰雪或固體酒精,點(diǎn)火即海底可燃冰分布的范圍約4000×104km2,占海洋總可燃燒,有“可燃冰”、“氣冰”、“固體瓦斯”之稱(chēng),天面積的10%,海底可燃冰的儲量夠人類(lèi)使用100然氣水合物俗稱(chēng)“可燃冰”,外表像冰,但其成分中年。因此,可燃冰這個(gè)天然氣的水合物將成為人類(lèi)80%~99.%為甲烷,可以燃燒。它是一種非化學(xué)利用能源的新寵計量籠形物,為超分子結構,具有很強的吸附(濃天然氣水合物( Natural Gas Hydrates成為了人縮)氣體能力,單位體積的水合物可含164倍同單們對“后石油時(shí)代”能源接替能源的希望。那么,可位的氣體,分子量小,成分不穩定除以甲烷氣體為燃冰是否是繼煤炭、石油、天然氣之后,人類(lèi)最有希主外,還含有乙、丙、丁烷多種氣體。天然氣水合物望的第四代能源?的主要成分是甲烷與水分子(CH4·H2O)。它的形按照目前的石油儲量和人類(lèi)對石油需求的不斷成與海底石油天然氣的形成過(guò)程相傷,而且密切相增加,石油資源將在四五十年后被人類(lèi)消耗光。按關(guān)。埋于海底地層深處的大量有機質(zhì)在缺氧環(huán)境照專(zhuān)家的預測,目前發(fā)現儲量是石油天然氣2倍的中厭氣性細菌把有機質(zhì)分解,最后形成石油和天然可燃冰,正好可以接替上氣。其中,許多大然氣又被包進(jìn)水分子中,在海底的天然氣水合物擁有巨大潛力。事實(shí)上,地球上低溫與壓力下又形成可燃冰。這是因為天然氣有個(gè)所有有機碳(可采和不可采化石燃料、土壤、溶解性特殊性能,它和水可以在溫度2~5℃內結晶,這個(gè)有機物、陸上生物群和泥煤)超過(guò)一半都是海洋和結晶就是可燃冰。目前研究認為水合物的結構是似永凍地甲烷水合物沉積物的形式。它相當于19768冰狀、立方籠形格子,構型分為:Ⅰ型結構:籠架以體102m3甲烷。美國《油氣雜志》2006年底載文報堆積,只容納小分子烴,如甲烷、乙烷及CO2,H2S道,美國海岸沉積物和少數永凍地沉積物有95%可等(直徑小于12);Ⅱ型結構:籠架以菱形堆積,不僅能擁有3136×10-3164×10°m甲烷。據測算,能容中國煤化工,C等大分子(直收稿日期:200802-14CNMHG作者簡(jiǎn)介:錢(qián)伯章(1939),男,上海市人,教授級高工,畢業(yè)于華東理工大學(xué)燃料化工系。長(cháng)期從事技術(shù)與經(jīng)濟情報的調研和傳播工作。電話(huà):(021)58700767。天然氣與石油徑17.5A);H型結構:可直接包容直徑超過(guò)iC4的斯加北坡(尤其是 Eileen Trend地區)進(jìn)行了天然氣大分子。天然氣水合物被譽(yù)為21世紀具有商業(yè)開(kāi)水合物開(kāi)發(fā)。研究認為總計有1.23×102m3甲烷發(fā)前景的戰略資源。天然氣水合物能量密度高,每可望從水合物中開(kāi)采出來(lái)。立方米可釋放出164m3甲烷氣,能源密度是普通天BP公司于2007年2月完成其阿拉斯加北坡然氣的2~5倍,而且雜質(zhì)少,是一種清潔、少污染的 Milne point地區的天然氣水合物資源鉆探試驗研高效能源"。究。美國地質(zhì)調查局和美國能源部與BP公司合作俗稱(chēng)“可燃冰”的天然氣水合物以淸潔環(huán)保、儲進(jìn)行此項研究。研究顯示,阿拉斯加北坡?lián)碛懈哌_量豐富著(zhù)稱(chēng),是近三十年才發(fā)現的眾多特征均不同12.6×102m3天然氣水合物資源。美國目標是到于常規油氣的新型能源。據預測,全球可燃冰的資2015年使這種潛在資源投入生產(chǎn)。源量叮滿(mǎn)足人類(lèi)未來(lái)1000年的需求。其礦床規模加拿大已在 Arctic Circle地區于2007年2月進(jìn)大,礦層一般厚數十厘米至百米,分布面積數千到數行鉆采開(kāi)發(fā)將從甲烷水合物中進(jìn)行天然氣試采十萬(wàn)平方公里,單個(gè)海域水合物中天然氣的資源量H本和印度與美國合作也啟動(dòng)了天然氣水合物可達數萬(wàn)到數百萬(wàn)億立方米,規模之大,是其他常規研究計劃。天然氣氣藏無(wú)法比擬的日本經(jīng)濟、貿易和工業(yè)省于2007年3月初宣自20世紀60年代在北極氣田的永久凍土下被布,在日本 Nankai Trough東部約50km的地帶,發(fā)發(fā)現以來(lái)許多國家均對這種石油天然氣的替代能現了估計為1.1×102m3的甲烷水合物。該數據包源給予關(guān)注,有的國家制訂了10年或15年的長(cháng)期括該地區天然氣甲烷水合物中可采和不可采大然勘查開(kāi)發(fā)規劃,預計10年后將實(shí)現全面開(kāi)發(fā)利用。氣。日本將于2009年從太平洋板塊開(kāi)始甲烷水合目前經(jīng)過(guò)美俄、日等國的調查,已初步了解地物沉積物的試驗性開(kāi)發(fā),期望從2017年起開(kāi)始商業(yè)球上27%的陸地和90%的海域均具備天然氣水合化生產(chǎn)物生成的溫度壓力條件?，F已在大西洋、太平洋和9家日本公司,包括三井工程與建筑公司、 Inner印度洋的陸地和陸隆區,巴倫支海、白令海等海域均控股公司和口本 Yusen KK公司在內組建的財團有發(fā)現。天然氣水合物存在于美國墨西哥灣沿岸的2007年12月初宣布,到2012年將使天然氣水合物海床中,并在世界上許多地方存在。據估計,全世界生產(chǎn)和運送技術(shù)實(shí)現商業(yè)化。為此,這些公司將于己發(fā)現大然氣水合物資源量約相當于全世界已知煤2009年初投資約300億日元在日本建設中型裝置炭、石油、天然氣碳總量的2倍。中型裝置將建在大型氣田附近。該財團的其他成員目前,天然氣水合物資源的估計值僅僅是理論包括日本石油開(kāi)發(fā)公司、三井0.S.K公司東京瓦推測結果,變化范圍較大,甚至相差幾個(gè)數量級。據斯公司、三井&Co公司和中國電力公司,以及NGH美國地質(zhì)調查局20世紀90年代的推斷,天然氣水日本公司(三井工程與建筑公司和三井&Co公司合物資源量大約在2831×102~7646×102m3。的合資企業(yè))。三井公司從事天然氣變固體技術(shù)已據美國地質(zhì)調查局(USGS)通過(guò)廣泛的調查,于有多年,該公司于2004年與阿克克瓦納(Aker2005年8月估計,認為世界海域基于水合物形式的 Kvaerner)公司簽署合作協(xié)議,研究和開(kāi)發(fā)天然氣水天然氣儲量為1372×103m3陸地為336×103合物技術(shù)。天然氣水合物(NGH)是像冰雪一樣的固體,由天然氣和水在適度壓力和溫度下形成。因另?yè)绹刭|(zhì)調查局(USCS)估計美國儲藏在為1m3天然氣水合物含有高達180m3天然氣,天水合物中的甲烷氣體達8.88×105m3。據美國能然氣水合物可在約-20℃和常壓下穩定地運送,這源部(DOE)估計,美國天然氣儲藏量為524×102一方法可改進(jìn)天然氣運送時(shí)的經(jīng)濟性和安全性。研m3。據USGS調查估計,美國加州沿海 Blake outer究業(yè)已驗證,天然氣水合物運送可與其他已確認的Ridge地區擁有基于水合物的甲烷儲量約為36.4×天然氣運送技術(shù)相競爭,天然氣水合物技術(shù)的應用10m。美國阿拉斯加和北極區冰層與水凍層之下可望中國煤化工也也蘊藏大量天然氣水合物資源,大大增加了美國未CNMHG可燃冰(天然氣來(lái)能源供應的潛力。BP阿拉斯加開(kāi)發(fā)公司與美國水合初),如未成埸,這一壩日有助于日本減少能源部等合作,在投資500萬(wàn)美元的研究中,對阿拉LNG進(jìn)口費用。在日本 Honshu島海岸外50km稱(chēng)第26卷第4期錢(qián)伯章,等:天然氣水合物:巨大的潛在能源為 Nankai Trough的海槽內估計擁有1.12×102m3和運輸,世界上至今還沒(méi)有完美的開(kāi)采方案。要讓可燃冰,沉積厚度為500m(1640f)。日本政府分可燃冰民用化,必須解決以下三個(gè)難題析認為,在2年前油價(jià)高于54美元/bl時(shí),商業(yè)化一是可能導致大量溫室氣體排放,污染環(huán)境。開(kāi)發(fā)天然氣水合物己具有經(jīng)濟性。將在完成為期由于可燃冰本質(zhì)上是甲烷在低溫高壓環(huán)境下與水產(chǎn)16年的項目試驗后,日本商務(wù)部的月標是2016年生的結合物,甲烷是絕大多數可燃冰中的主要成分開(kāi)始生產(chǎn)。最早將于200年進(jìn)行試驗鉆探。同時(shí)也是一種反應快速、影響明顯的溫室氣體?？身n國能源部于2007年6月下旬宣布,在其東海燃冰中甲烷的總量大致是大氣中甲烷數量的3000岸水域發(fā)現6×10°t天然氣水合物,將于2015年開(kāi)倍。作為短期溫室氣體,甲烷比二氧化碳所產(chǎn)生的始商業(yè)化生產(chǎn),以滿(mǎn)足其日益增長(cháng)的能源需求。在溫室效應要大得多?？扇急浅２环€定,在常溫和韓國東南浦項工業(yè)城的東北約135km,離開(kāi)Dong-常壓環(huán)境下極易分解。這些冰球一旦從海底升到海hae氣田不遠處的沉積物中獲得大量天然氣水合面就會(huì )砰然而逝,最后變成一灘水。學(xué)者認為,可燃物據稱(chēng),已成功地從水合物中分離出天然氣。韓國冰礦藏哪怕受到最小的破壞,甚至是自然的破壞,都能源部宜稱(chēng),約6×103t天然氣水合物沉積物可滿(mǎn)足以導致甲烷氣的大量散失。而這種氣體進(jìn)入大足韓國天然氣需求量使用30年。韓國于2005年7氣,無(wú)疑會(huì )增加溫室效應,使地球升溫更快。月組建天然氣水合物開(kāi)發(fā)團隊,由韓國石油公司、韓二是特殊的存在條件極有可能引發(fā)地質(zhì)災害。國天然氣公司和韓國地質(zhì)科學(xué)與礦產(chǎn)資源研究院聯(lián)由于可燃冰經(jīng)常作為沉積物的膠結物存在,它對沉合組成,此后在東海進(jìn)行了調査。韓國到2014年,積物的強度起著(zhù)關(guān)鍵的作用?？扇急男纬珊头纸鈱⒃谠擁椖恐型度?257億韓元(2.435億美元)。能夠影響沉積物的強度,進(jìn)而誘發(fā)海底滑坡等地質(zhì)韓國是僅次于日本的第二大ING購買(mǎi)國,依靠進(jìn)口災害的發(fā)生。日益增多的研究成果表明,由自然或來(lái)滿(mǎn)足其全部需求人為因素所引起的溫壓變化,均可使水合物分解,造韓國商業(yè)、工業(yè)和能源部2007年11月下旬宣成海底滑坡、生物滅亡和氣候變暖等環(huán)境災害。美布,韓國在本國東部海岸以外的海域發(fā)現了潛在儲國地質(zhì)調査所的調査表明,可燃冰能導致大陸斜坡量巨大的天然氣水合物。新發(fā)現的大然氣水合物氣上發(fā)生滑坡,這對各種海底設施是一種極大的威脅。田位于韓國瀕臨日本海的浦項港市東北135km的由此可見(jiàn),可燃冰作為未來(lái)新能源的同時(shí)也是一種海域。經(jīng)確認,這個(gè)氣層擁有的天然氣水合物厚度危險的能源。大約在130m左右。據稱(chēng),新地點(diǎn)發(fā)現的天然氣水三是日前技術(shù)條件下開(kāi)采成本過(guò)于高昂。目合物的厚度遠遠超過(guò)了日本、印度和中國在過(guò)去所前,可燃冰的開(kāi)采方法主要有熱激化法減壓法和注發(fā)現的天然氣水合物的厚度入劑法三種。開(kāi)采的最大難點(diǎn)是保證井底穩定,使據美國能源情報署(EIA)對從甲烷水合物中開(kāi)甲烷氣不泄漏、不引發(fā)溫室效應。目前,世界上還沒(méi)采天然氣進(jìn)行的成本估算認為開(kāi)采費用為4~5美有一個(gè)國家能對可燃冰進(jìn)行大規模商業(yè)開(kāi)采。從各元/28m3,將低于現在北美天然氣價(jià)格9美元/28國進(jìn)行的試驗性開(kāi)采看,這些方法要么技術(shù)復雜成m3,天然氣水合物并可望與液化天然氣進(jìn)口價(jià)格4本高昂,要么推廣價(jià)值不大,不適合大規模作業(yè)。美元/28m3相競爭。上述三個(gè)方面的難題已經(jīng)成為人類(lèi)大規模開(kāi)發(fā)美、日、韓等國家將在2015~2020年左右使可利用可燃冰的巨大障礙。不過(guò),隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步和科燃冰進(jìn)入民用化階段。學(xué)發(fā)展,這些問(wèn)題將能得到很好解決。1m3可燃冰相當于164m3天然氣,但開(kāi)采利用據美國《化學(xué)工程》2007年4月報道,日本三井難度大成本高,在實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中還面臨著(zhù)不少難造船公司與日本中國電力公司合作,正在建設一套能生產(chǎn)5td天然氣水合物的中型裝置。該裝置建可燃冰的大規模商業(yè)開(kāi)采確實(shí)面臨著(zhù)許多困在中國電力公司的柳井電站,是三井造船公司600難。天然叮燃冰呈固態(tài),不會(huì )像石油開(kāi)采那樣自噴kg/d中國煤化工置自200年以來(lái)流出。如果把它從海底一塊塊搬出,在從海底到海面的運送過(guò)程中甲烷就會(huì )揮發(fā)殆盡,同時(shí)還會(huì )給大持的aTHsCNMHG業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)組織支門(mén)y,三井公司計劃驗證氣造成巨大危害。和石油、天然氣相比,它不易開(kāi)采用天然氣水合物替代液化運輸天然氣的可行性。新天然氣與石油008年裝置生產(chǎn)的天然氣水合物通過(guò)專(zhuān)門(mén)設計的運輸車(chē)把能源開(kāi)辟了更誘人的前景。天然氣送到用戶(hù)。為了在2009年以后運送天然氣按照專(zhuān)家的研究,我國在陸地也發(fā)現了可燃冰。水合物,也在設計和建造專(zhuān)用的運輸船舶。該中試我們國家永久的凍土帶有兩處:一處在青藏高原裝置項目將在2008年結束,然后三井造船公司計劃處在大興安嶺。70%在青藏高原,中國地質(zhì)調查局建設一套工業(yè)示范裝置,到2010年將能生產(chǎn)200v在青藏高原的項目2007年是第三年,最初步的勘察d天然氣水合物。天然氣水合物把甲烷和水分子以找到了一些苗頭種籠狀結構貯存天然氣。三井造船公司開(kāi)發(fā)了據國家發(fā)改委出臺的題為《中國石油替代能源種制造天然氣水合物小球(直徑5-100mm)的工發(fā)展概述》的研究報告,中國在未來(lái)10年將投人8藝。該工藝把天然氣在正好0℃以上和5~6MPa億元用于“可燃冰”的勘探研究,而中國在2006年壓力下通過(guò)水進(jìn)行鼓泡做成天然氣水合物。天然氣與德國合作,在南海北部陸坡啟動(dòng)鉆探可燃冰實(shí)物在-20~-10℃貯存,把天然氣水合物在0.5~2樣品的工作,從而實(shí)現可燃冰勘探零的突破MPa壓力下加熱到10~20℃就釋放出天然氣。預在南海發(fā)現的可燃冰純度很高,其他國家一般計天然氣水合物運輸系統的投資大約比液化的投資都是在70%~80%,而我國的三組樣品第一組是低20%,預計小型和中型氣田(不超過(guò)0.14×10299.7%,其他0.3%的含量中大多是乙烷,它也能m3)、短距離(100-3500km)運輸量小,用天然氣燒。第二組樣品,平均是99.8%。第三組樣品報告水合物系統是經(jīng)濟的S。的數據是9.%,表明它的純凈度特別高,而且埋藏在中國的海底,這一信息令人振奮。2中國研究開(kāi)發(fā)前景由于可燃冰99%的儲量都在海底,因此目前國內可燃冰的初期勘探工作由國土資源部與中海油承根據目前的調查表明我國南海北部陸坡、南沙擔進(jìn)行。國土資源部早在4年前就啟動(dòng)了對全國可海槽和東海陸坡均有叮燃冰存在。中國包括東海、燃冰資源分布狀況的調查工作,估計能用10年時(shí)間臺灣以東海區和南海在內的廣大海域、青藏高原的完成在調查工作完成之后,對可燃冰的商業(yè)開(kāi)發(fā)就凍土層,也都具備天然氣水合物的形成條件。經(jīng)專(zhuān)能提上議事日程。國家發(fā)改委的報告則指出,國內家多年探測研究,證實(shí)中國臺灣西南的77×10可燃冰預計可在2010-2015年進(jìn)行試開(kāi)釆,而實(shí)現km2海域蘊藏著(zhù)豐富的天然氣水合物。中國海洋地商業(yè)開(kāi)發(fā)H前還有待技術(shù)上的突破質(zhì)調查部門(mén)已在西沙海漕區發(fā)現多處天然氣水合物廣州海洋地質(zhì)調查局“海洋四號”調查船在我資源。據測算,南海犬然氣水合物的資源量為700國南海北部海域執行天然氣水合物地質(zhì)航次調查中x10t油當量,大約相當于中國目前陸上石油、天首次證實(shí)中國南海存在與天然氣水合物相關(guān)的冷然氣資源量總數的二分之泉。這標志著(zhù)我國距直接找到天然氣水合物資源將東海底下的東海盆地,面積達25×10km2。經(jīng)為期不遠。調查中利用海底攝像技術(shù),在3000m20年勘測,該盆地已獲得1484×103m3天然氣探水深的下陸坡海底某測量站位,獲得了灰白色團塊明加控制儲量。我國有關(guān)課題組根據天然氣水合物狀的沉積物質(zhì)影像及共生的生物影像記錄。根據攝存在的必備條件,在東海找出了可燃冰存在的溫度像記錄特征,結合該海域的地質(zhì)、地球物理、地球化和壓力范圍,并根據地溫梯度、結合東海地質(zhì)條件,學(xué)綜合解釋的結果,認為攝像記錄中的灰白色團塊勾畫(huà)出可燃冰的分布區域,計算出它的穩定帶的厚狀物質(zhì)是由深部地層中的天然氣水合物分解后,甲度,對資源量做了初步評估,得出“蘊藏量很可觀(guān)”烷氣體沿海底斷裂噴溢出海底后形成的天然氣水合的結論。據國土資源部報道:我國在南海的神狐海物標志物,說(shuō)明在這一位置存在冷泉。這一結論已域發(fā)現天然氣水合物(可燃冰),成為世界上第二十得到國際天然氣水合物知名專(zhuān)家的認同四個(gè)采到天然氣水合物實(shí)物樣品的地區,也使我國廣州海洋地質(zhì)調查局和德國基爾大學(xué)海洋科學(xué)成為繼美國、日本、印度之后第四個(gè)通過(guò)國家級研發(fā)研究中國煤化工物研究首次發(fā)計劃采到水合物實(shí)物樣品的國家。目前的調查表現了市明,中國南海北部陸坡、南沙海槽和東海陸坡均有可形成的CNMHG物)“冷泉”噴溢m石,以達中最典型的一個(gè)燃冰存在,這為在周邊更廣闊地區開(kāi)發(fā)、使用高效新構造體命名為“九龍甲烷礁”,并發(fā)現了天然氣水合第26卷第4期錢(qián)伯章,等:天然氣水合物:巨大的潛在能源51物甲烷氣體噴溢形成的菌席和雙殼類(lèi)生物,證實(shí)共同承擔的“可燃冰開(kāi)采與輸運過(guò)程實(shí)驗模擬與理冷泉”仍在活動(dòng)。該區域面積達430×104km2,被論分析”項目通過(guò)驗收,這標志著(zhù)我國在可燃冰研認為是世界上最大的自生碳酸鹽巖區。究和利用方面又取得了新的突破。中科院廣州能源最新調查表明,目前世界上已發(fā)現的可燃冰分研究所介紹,可燃冰利用是一項復雜的系統工程,技布區多達116處。從199年開(kāi)始我國地質(zhì)調查局術(shù)難度大,并且可燃冰容易因溫度、壓力、光照等條組織有關(guān)單位,在南海海域某區首次開(kāi)展可燃冰資件的變化而揮發(fā)。因此解決可燃冰開(kāi)采與輸運過(guò)源調查,發(fā)現NGH分布面積約8000km2?？辈楣莱讨忻媾R的技術(shù)難題,是目前整個(gè)可燃冰研究工作算表明,南海海域NGH資源量約為700×103t,相當的重中之重。2004年5月,中科院與中海油總公司于目前我國石油、天然氣資源量的50%。在我國的在簽訂合作框架協(xié)議中,專(zhuān)門(mén)確立了“可燃冰開(kāi)采東海陸坡海域也有類(lèi)似重大發(fā)現,并正在醞釀準備與輸運過(guò)程實(shí)驗模擬與理論分析”項目,以求取得2015年左右進(jìn)入水合物的試開(kāi)采階段。這方面關(guān)鍵技術(shù)的突破。該項目具體由中科院廣州第一個(gè)國家天然氣水合物研究中心—中科院能源所和中海油石油研究中心深水工程重點(diǎn)實(shí)驗室廣州天然氣水合物研究中心力爭在10年時(shí)間內將承擔。經(jīng)過(guò)兩年多的技術(shù)攻關(guān),該項目的研究成果該中心建成具有世界先進(jìn)水平的天然氣水合物研究通過(guò)專(zhuān)家組驗收。據介紹,該項目目前已取得了三中心,形成我國天然氣水合物理論研究技術(shù)開(kāi)發(fā)的方面的成果:一是通過(guò)對可燃冰抑制劑進(jìn)行研究和國家隊。該中心將建成代表國家研究水平的天然氣評價(jià),開(kāi)發(fā)出了新型可燃冰組合抑制劑,其價(jià)格比國水合物研究平臺。通過(guò)科學(xué)研究,建立我國天然氣外低,引導時(shí)間延長(cháng)3倍以上,形成了專(zhuān)利技術(shù);二水合物的成藏理論,提出尋找天然氣水合物的有效是通過(guò)對可燃冰降壓注熱注化學(xué)劑開(kāi)采過(guò)程進(jìn)行方法,形成我國天然氣水合物開(kāi)釆方法和技術(shù),為天室內物理模擬研究,獲得了可燃冰分解、藏動(dòng)態(tài)變化然氣水合物資源利用提供全面的理論指導和技術(shù)支過(guò)程的重要實(shí)驗數據,提出了可燃冰開(kāi)采過(guò)程流動(dòng)持;為我國及國際天然氣資源開(kāi)采利用的政府決策分解比率確定了開(kāi)采過(guò)程中的關(guān)鍵控制因素;三是提供客觀(guān)建議及科學(xué)依據。該研究中心已經(jīng)成功研開(kāi)發(fā)了國內第一套可燃冰開(kāi)釆過(guò)程數值模擬源程制出了具有國際領(lǐng)先水平的可燃冰(天然氣水合序,提交了專(zhuān)利申請計算軟件著(zhù)作權中請材料物)開(kāi)采實(shí)驗模擬系統。該系統的研究成功,將為中國石油大學(xué)經(jīng)過(guò)5年攻關(guān),開(kāi)發(fā)研制的天然我國可燃冰開(kāi)采技術(shù)的研究提供先進(jìn)手段。該中心氣水合物(NGH)生成與開(kāi)發(fā)模擬實(shí)驗技術(shù)于2007己研制的可燃冰開(kāi)采實(shí)驗模擬系統測試結果表明,年12月初獲得成功。在實(shí)驗室條件下科研人員已該系統能有效模擬海底可燃冰的生成及分解過(guò)程,將甲烷成功合成為NGH,滿(mǎn)足了目前我國NGH實(shí)可以對現有的開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行系統的模擬評價(jià)。該實(shí)驗研究的多項需求,同時(shí)為今后的工業(yè)化開(kāi)采、運輸驗模擬系統主要由幾大模塊組成:供液模塊、穩壓供積累了大量實(shí)驗數據,使中國成為繼H本、美國和俄氣模塊、生成及流動(dòng)模擬模塊、環(huán)境模擬模塊、計量國之后,第四個(gè)對NGH進(jìn)行硏究開(kāi)發(fā)的國家。作為模塊、圖像記錄模塊以及數據釆集與處理模塊。能源消費大國,我國高度重視對天然氣水合物開(kāi)采中科院知識創(chuàng )新工程方向性項目“天然氣水合技術(shù)的研究,將NCH列入國家能源發(fā)展戰略的重大物開(kāi)采中若干關(guān)鍵問(wèn)題的研究”通過(guò)驗收。由中科課題,已啟動(dòng)了8.2億元的研究資金。中國石油大院廣州能源研究所承擔、石油大學(xué)(北京)合作完成學(xué)成立天然氣水合物研究中心,獲得了國家“863”的這項成果,研發(fā)出6套水合物研究專(zhuān)用裝置建立項目“天然氣水合物成藏條件實(shí)驗模擬技術(shù)”的主了一個(gè)國內領(lǐng)先的天然氣水合物研究實(shí)驗室,建起持權。在此背景下,有關(guān)科研機構急需擁有自主開(kāi)了國際 CODATA氣體水合物數據庫,初步建立了水發(fā)的模擬實(shí)驗系統。中國石油大學(xué)儀器儀表研究所合物相平衡和熱物性數據庫,研制開(kāi)發(fā)了天然氣水與中科院廣州能源研究所、黑龍江科技學(xué)院等單位合物相平衡及熱物性計算軟件。此外,還建立了合作,連續研發(fā)了NGH生成與開(kāi)發(fā)模擬實(shí)驗技術(shù)和套描述儲層有效導熱系數的模型,為準確評估天然多套冂中國煤化工長(cháng)管開(kāi)采模擬實(shí)氣水合物含礦率提供了一種可能的方法。目前該項驗系CNMHG統、三維開(kāi)采模擬目共申請8項發(fā)明專(zhuān)利實(shí)驗系統、天然氣低溫儲存和輸送實(shí)驗系統以及多中科院廣州能源研究所與中海油石油研究中心孔介質(zhì)中NGH熱動(dòng)力學(xué)模擬實(shí)驗裝置等。應用該52天然氣與石油2008年模擬實(shí)驗技術(shù)與設備,在實(shí)驗室反應釜內高壓低溫存在著(zhù)許多爭議。爭議的焦點(diǎn)是:多數科學(xué)家認為,條件下,已成功合成犬然氣水合物。該套系統體現在導致全球氣候變暖方面,甲烷所起的作用比二氧三個(gè)特點(diǎn):一是可視化程度高,能直接看見(jiàn)NGH的化碳要大10~20倍。所以這種礦藏在遭到破壞后生長(cháng)過(guò)程,可用光、聲、電多種檢測方法探測NGH的會(huì )導致甲烷氣大量散失,從而使大氣中的溫室氣體形成和分解;二是測試精度高,能清楚測出NGH形含量急劇增加。除此之外,由于可燃冰埋藏于海底成和分解的壓力和溫度;三是自動(dòng)化程度高,實(shí)驗中的巖石中,和石油、天然氣相比,不易開(kāi)采和運輸,世的數據采集與處理、圖像采集均由計算機控制完成。界上至今還沒(méi)有完美的開(kāi)采方案。因此主張在利用國家發(fā)改委的報告指出,國內可燃冰預計可在可燃冰方面應持謹慎態(tài)度。但也有一些科學(xué)家認2010~2015年進(jìn)行試開(kāi)采,而實(shí)現商業(yè)開(kāi)發(fā)目前還為,可燃冰畢竟是一種替代能源,隨著(zhù)世界石油、天有待技術(shù)上的突破。然氣和煤炭資源的枯竭,利用可燃冰已成為一種必發(fā)改委的報告稱(chēng),目前僅在南海北部的可燃冰然趨勢,不過(guò)是時(shí)間早晚的事。因此,應該及早動(dòng)手儲量,估計相當于中國陸上石油總量的50%左右。研究叮開(kāi)發(fā)利用的途徑。盡管儲量豐富,但可燃冰的商業(yè)應用尚面臨請多難中科院廣州能源研究所所聯(lián)手國內多家可燃冰題。目前美國和日本也在進(jìn)行可燃冰的勘探研究,研究機構實(shí)施的可燃冰三維實(shí)驗模擬技術(shù)研究已正但成本高達200美元/m3,根據每立方米可燃冰釋式啟動(dòng)。據了解,可燃冰:維實(shí)驗模擬技術(shù)研究課放能量相當于180m3天然氣計算,其折合天然氣的題將充分利用國外先進(jìn)的研究技術(shù)和基礎采用數成本也達到每立方米1美元以上,這跟國內天然氣值計算、理論分析、實(shí)驗模擬相結合研究方法綜合造價(jià)每立方米在1元人民幣左右相比,相差甚遠?？紤]海上可燃冰開(kāi)采將面臨的技術(shù)挑戰和風(fēng)險,綜造成成本高昂的原因首先是勘探規模太小,沒(méi)合運用各學(xué)科基礎及交義領(lǐng)域,形成一套服務(wù)于可有形成規模效應,其次勘探可燃冰所需的水以及其燃冰開(kāi)采技術(shù)研究的實(shí)驗模擬和數值模擬技術(shù)研究他運輸匚程費用都很高,只有將勘探成本降低,可燃平臺。該課題由中科院廣州能源研究所、中國石油冰才能真正得到大規模應用。大學(xué)、國土資源部廣州海洋地質(zhì)調査局等聯(lián)手實(shí)施。大然氣水合物作為21世紀的一種環(huán)境友好燃這一課題的正式啟動(dòng)可為我國對可燃冰的開(kāi)采做好料,具有廣闊的應用前景。但日前開(kāi)發(fā)利用這種非技術(shù)儲備。常規資源還面臨著(zhù)許多無(wú)法回避的挑戰:首先,在技參考文獻術(shù)方面,這類(lèi)資源地處沒(méi)有運輸基礎設施的冰封和遙遠地區,難以開(kāi)采利用;其次,在科學(xué)研究方面,為1]錢(qián)們章世界石油石化發(fā)展現狀與趨勢[M北京石油上業(yè)出版社,2007了史精確地預測甲烷氣的蘊藏量,需要更充分地了[2]BC: World Gas Demand to Reach Il6.9fin2008解控制天然氣水合物形成與分布的各種地質(zhì)因素。[J].ol& Gas Journal,2004,102(14):33鑒于我國在南海發(fā)現巨大的可燃冰帶這一寶貴3] Khalid A. Saudi arabia Gas Sector: s Role and Growth資源,我國已啟動(dòng)了相關(guān)探索利用項目?？茖W(xué)家預Opportunities [J]. Oil Gas Joumal, 2004, 102(23)18-22計大約用10年時(shí)間,人類(lèi)有望解決可燃冰開(kāi)采和[4]ImmA. Multicyclic hubbert Model Shows Global Cony清潔燃燒的技術(shù)問(wèn)題。全球探測資料顯示,在可燃ational Gas Output Peaking in 2019[J]. Oil Gas Jour-冰儲層中所含的有機碳總量,大約是全球石油、天然nal,2004,102(31):20-25氣和煤等化石燃料含碳量的2倍,可以說(shuō)儲量非常5 Tulld A H Methane on Ice[ J]. Chemical& Engineering豐富。但目前對于這種新能源的利用,科學(xué)家們還中國煤化工CNMHG