讲座12-海洋天然气水合物PPT课件.ppt

海洋天然气水合物 海洋化学进展 讲座12 陈敏厦门大学海洋与环境学院 1 1790年 英格兰JosephProestly在冬天晚上进行水与各种气体的结冰实验 发现SO2会促进 冰 的形成 1810年 HumphryDavy证实这种奇怪 冰 的存在 1823年 Faraday研究获得含氯水合物的组成 其后120年 聚焦于确定各种水合物的组成 1934年 俄罗斯工程师HammerSchmidt发现水合物会堵塞油气管道 1960s 认识到自然界中大量存在富含甲烷水合物 1970s起 科学研究 资源勘察 天然气水合物的认识历程 2 一定压力 温度下由水分子和部分气体分子通过范德华作用力稳定地结合在一起形成的笼状结晶化合物 天然气水合物的定义 最常见的天然气水合物 甲烷水合物其他气体同样可形成水合物 乙烷 丙烷 CO2 H2S等 3 天然气水合物的类型 3种均存在于自然界同一区域可同时存在 4 天然气水合物的构造特征 块状 脉状 斑状 角砾状等构造 块状和脉状构造是天然气水合物形成时其流体分别渗透到沉积物颗粒间隙和裂缝中形成 5 天然气水合物的颜色 Barkley峡谷的天然气水合物 黄色的含油结构和白色的多孔结构 白色 黄色 橙色 红色 灰色 蓝色等 含有其他一些物质 油类 细菌 矿物等引起 6 90个区域 天然气水合物的存在区域 Kvenvolden Lorenson 2001 Milkov 2005 7 既存在于海底 又存在于极地冻土层下方 8 天然气水合物存在的条件 存在气体来源低温高压 9 冻土层与海底天然气水合物存在的环境 10 天然气水合物海底生态 墨西哥湾 11 天然气水合物的形成 气体来源与捕获 生物成因 通过海底沉积物生物活动产生热解成因 地壳更深部向浅层的释放 12 天然气水合物的溶解 13 温度对天然气水合物的影响 14 小结 海洋天然气水合物循环 15 天然气水合物的资源潜力 估计的全球海底甲烷稳定层厚度 16 天然气水合物的资源潜力 17 天然气水合物的资源潜力 18 天然气水合物的资源潜力 19 天然气水合物的资源潜力 20 天然气水合物资源的开采 三种方法 降低压力增加温度添加其他化学物质 如CO2等 加拿大Mallik5L 38井 21 天然气水合物开采的SUGAR计划 德国 2008 2011 1300万欧元SubmarineGasHydrateReservoirs Exploration ExploitationandGasTransport 22 天然气水合物开采的SUGAR计划 CO2水合物的热动力学稳定性强于CH4水合物 23 天然气水合物开采的SUGAR计划 24 天然气水合物安全开采的问题 CH4的释放问题海底生态系统的影响问题海底开采设施的保护问题 25 天然气水合物与全球气候变化 甲烷是高效的温室气体 CO2的62倍 水合物将甲烷埋藏于海底沉积物或冻土层下 其储量相当于大气CH4储量的 3000倍 一定条件下甲烷可从沉积物释放至水体 进而到大气 从而影响气候 过去地质时期 可能发生过水合物甲烷的大量释放 进而导致气候变化 26 27 可能的关联 温度 变暖引起中 底层水增温 导致水合物不稳定 向大气释放大量甲烷 进一步加速大气增温 引起水合物的更加不稳定 海平面 暖期海平面升高 压力增加 水合物变得稳定 27 大气CO2增加1倍引起的底层水温度增加 16个模型平均结果 28 大气CO2增加1倍引起的水合物CH4释放量的增加 29 气候变化的机制 海平面升高 30 气候变化的历史档案 有孔虫低13C与高18O的同时出现 水合物的释放 Kennet等 Science 2000 31 气候变化的历史档案 冰芯CH4 D的变化与水体18O的变化 Sowers Science 2006 32 未来的挑战 更准确地确定天然气水合物