天然气水合物科普PPT

1、会移动的小雪球会移动的小雪球可以燃烧的冰可以燃烧的冰一、天然气水合物简介一、天然气水合物简介天然气水合物是天然气与水在天然气水合物是天然气与水在高压低温高压低温条件下形成的类冰状条件下形成的类冰状的、非化学计量的、的、非化学计量的、笼型笼型结晶化合物。因结晶化合物。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰可燃冰”或者或者“固体瓦斯固体瓦斯”和和“气冰气冰”。三种常见的晶体结构：三种常见的晶体结构：型型, , 型型, H, H型。水合物中主体分子是水，水分子之间通过型。水合物中主体分子是水，水分子之间通过氢键形成不同大小的笼子，分子大小合

2、适的气体分子充当客体氢键形成不同大小的笼子，分子大小合适的气体分子充当客体分子，与水分子通过范分子，与水分子通过范德华力相互作用，被德华力相互作用，被包裹在笼子包裹在笼子内。内。二、天然气水合物二、天然气水合物优势优势优势之一优势之一：分布广阔分布广阔天然气水合物主要分布于海洋陆坡区和陆地永久冻土带海底天然气水合物主要分布区有大西洋海域的墨西哥湾、加勒比海、南美东部陆缘、非洲西部陆缘等,西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、新西兰北部海域等, 东太平洋海域的中美海槽等, 印度洋的阿曼海湾, 南极的罗斯海和威德尔海, 北极的巴伦支海和波弗特海以及大陆内的黑海与里海等。陆上寒冷永冻土中的天然气水合物主

3、要分布在西伯利亚、青藏高原、阿拉斯加和加拿大的北极圈内。亚洲亚洲成为了目前，特别是海域天然气水合物研究的成为了目前，特别是海域天然气水合物研究的中心。中心。天然气水合物的全球分布天然气水合物的全球分布目前，世界上已经有40多个国家（地区）开展了可燃冰的勘探、试验和开采研究，美国、俄罗斯、加拿大和日本等过进展较快。我国天然气水合物分布我国天然气水合物分布我国是继俄罗斯、加拿大之后，世界第三大冻土国,尤其青藏高原是多年生冻土带, 可能埋藏着丰富的天然气水合物。我国东海陆坡和南海陆坡及盆地具备天然气水合物的成矿条件和找矿前景，其中南海西沙海槽、台湾东南陆坡已发现天然气水合物存在的地球物理标志。科考人

4、员在我国南海北部神狐海域钻探目标区内，已圈定11个可燃冰矿体，预测储量为194亿立方米。2007年5月1日，中国南海北部的首采样成功，证实了中国南海北部蕴藏丰富的天然气水合物资源，标志着我国天然气水合物调查研究水平已步入世界先进行列。优势之优势之二二：资源资源量巨大量巨大全球天然气水合物所含天然气的总资源量约为（1.82.1）1016m3，其热当量相当于全球已知煤、石油和天然气（已知化石燃料）总热量的2倍。1立方米可燃冰可以释放出0.81立方米的水和164立方米的天然气，能量密度是常规天然气的25倍，是煤的10倍。 优势优势之三：能量密度大之三：能量密度大据国际地质勘探组织估算，地球深海中可燃

5、冰的蕴藏量是常规气体能源储存量的1000倍，且在这些可燃冰层下还可能蕴藏着大量的天然气。水合甲烷一旦得到开采，将使人类的燃料使用史延长几个世纪。优势之四：优势之四：清洁清洁它比常规天然气含有更少的杂质，燃烧后几乎不它比常规天然气含有更少的杂质，燃烧后几乎不产产生环境污染生环境污染物质，因而是未来理想的洁净能源。物质，因而是未来理想的洁净能源。 三、天然气水合物的开发三、天然气水合物的开发USGSUSGS、DOEDOE、BPBP阿拉斯加北部斜坡水合物资源潜力阿拉斯加北部斜坡水合物资源潜力评估和试采项目评估和试采项目20082008年加拿大麦肯年加拿大麦肯齐齐(McKenzie)(McKenzie

6、)三角三角洲多年冻土区水合洲多年冻土区水合物试采物试采DOE-JIPDOE-JIP项目：墨项目：墨西哥湾水合物开西哥湾水合物开采潜力采潜力20132013年日本南海海年日本南海海槽水合物开采试验槽水合物开采试验1、国际研究状况目前，世界上已有40多个国家(地区)开展了可燃冰的勘查、试验和开采研究，美国、俄罗斯、加拿大和日本等国进展较快，其中美国和日本已进入工业性试验和开采阶段。2.1 南海2007年6月17日，我国在南海北部成功钻获的天然气水合物实物样品可燃冰在广州亮相。南海陆坡和陆隆区，估算可燃冰资源总量为650亿吨780亿吨油当量，大约相当于我国陆上和近海石油天然气总资源量的1/2。2.2

7、 东海东海是西太平洋沟- 弧- 盆体系中的一个弧后盆地, 主要包括东海陆架、冲绳海槽等单元冲绳海槽特别是其中南部也可能存在天然气水合物2.3 陆地冻土区我国于2008年11月和2009年6月在青海省天峻县木里镇永久冻土带多次成功钻获可燃冰实物样品。我国成为继加拿大、美国之后第三个在陆域钻获可燃冰的国家。青藏高原特别是羌塘盆地具备良好的天然气水合物成矿条件和找矿前景祁连山木里地区、东北漠河盆地和青藏高原的风火山地区等冻土层内发现有连续逸出的可燃气体( 甲烷)2、国内研究状况国土资源部总工程师张洪涛表示，在永久冻土区成功获取可燃冰，对我国未来的能源持续利用格外重要。新中国成立后，大庆油田的发现为我

8、国甩掉了贫油国的帽子。可燃冰是后石油时代的重要替代能源，此次的发现在某种意义上可以同当年发现大庆油田的意义媲美。概况一：资源勘探与调查概况二：技术发展蛟龙蛟龙号实现了号实现了世界同类载人潜水世界同类载人潜水器最大下潜深度器最大下潜深度70007000米，实现了米，实现了多种高性能海底作多种高性能海底作业能力，具有世界业能力，具有世界同类载人潜水器最同类载人潜水器最充分的安全保障措充分的安全保障措施。施。科学家随同蛟科学家随同蛟龙号一起下龙号一起下潜，其潜，其中一项重要任务就中一项重要任务就是重点是重点考察可考察可燃冰燃冰的海底的海底出口。出口。该船是为该船是为广州广州海洋地质调查局海洋地质调查

9、局建造的特种船舶，建造的特种船舶，是以海底天然气是以海底天然气水合物资源调查水合物资源调查为主，兼顾海洋为主，兼顾海洋地质、海洋矿产地质、海洋矿产资源调查、地震资源调查、地震地球物理调查、地球物理调查、水文调查的多学水文调查的多学科、多技术手段科、多技术手段为一体的远洋调为一体的远洋调查船。查船。四四、“天赐宝藏天赐宝藏”OR“上帝陷阱上帝陷阱”据计算，从地下开采据计算，从地下开采1 1立方米的可燃冰，立方米的可燃冰，将在地下形成将在地下形成164164立方米左右的压力立方米左右的压力空缺。空缺。集中集中大量开采可燃冰，还可能造成大陆大量开采可燃冰，还可能造成大陆架动荡甚至海床架动荡甚至海床塌

10、方，导致海啸，海底塌方，导致海啸，海底滑坡等滑坡等灾害。而且固结在海底沉积物中灾害。而且固结在海底沉积物中的水合物，一旦条件变化使甲烷气从水的水合物，一旦条件变化使甲烷气从水合物中释出，还会改变沉积物的物理性合物中释出，还会改变沉积物的物理性质，大大降低海底沉积物的力学特性，质，大大降低海底沉积物的力学特性，使海底软化，出现大规模的海底滑坡，使海底软化，出现大规模的海底滑坡，毁坏如海底输电或通讯电缆和海洋石油毁坏如海底输电或通讯电缆和海洋石油钻井平台等设施钻井平台等设施。可燃冰中甲烷的温室效应是二氧化碳的可燃冰中甲烷的温室效应是二氧化碳的2020倍，全球海底可燃冰中的甲烷总量约倍，全球海底可燃

11、冰中的甲烷总量约为地球大气中甲烷总量的为地球大气中甲烷总量的30003000倍倍。如果。如果可燃冰在开采过程中发生泄漏，大量甲可燃冰在开采过程中发生泄漏，大量甲烷气体分解出来，经由海水进入大气层，烷气体分解出来，经由海水进入大气层，全球温室效应将迅速增大。大气升温后，全球温室效应将迅速增大。大气升温后，海水温度也将随之升高，加上地层温度海水温度也将随之升高，加上地层温度上升，将造成海底的可燃冰自然分解，上升，将造成海底的可燃冰自然分解，引发恶性循环。引发恶性循环。美国历史上最严重的漏油美国历史上最严重的漏油事故事故20102010年年英国石油公司英国石油公司(BP)(BP)在墨西哥湾外海的钻在墨西哥湾外海的钻井平台发生井平台发生爆炸，导致爆炸，导致1111名工作人员死名工作人员死亡，亡，319319万桶原油持续泄漏了万桶原油持续泄漏了8787天。天。20102010年年4 4月月2020日事发时，钻井平台上的工日事发时，钻井平台上的工人观察到钻杆突然喷气，随后气体和原人观察到钻杆突然喷气，随后气体和原油冒上来。气体涌向一处有易燃物的房油冒上来。气体涌向一处有易燃物的