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海底的“可燃冰”是什么?
天然气水合物通常被称为可燃冰,因为它看起来像冰,而且易燃。可燃冰可以出现在海底、寒冷地区和高原冰冻地区。世界上95%以上的可燃冰都在海底。
有利于可燃冰发育的海底环境应该是有气源、水湍流小、压力高(一般认为大于32个大气压,即水深大于300米)、温度低(一般认为1000米低于16.5℃,2500米低于20℃)的环境。发现3.5~4℃是海底冷泉最常见的温度,与天然气水合物有直接关系,是识别天然气水合物存在的重要标志。
具体来说,根据空与不同充填位置之间的分布,天然气水合物富集可分为渗漏型、扩散型和沉积型。
其中,渗漏型又称裂缝充填型,一般分布在连接深层气藏的断裂带的浅部和断层附近。这类天然气水合物对应的断层一般分布在海底延伸区,如冷泉、麻坑、土丘、泥火山等。,而冷泉生物群往往在冷泉周围发育。生物群包括管状蠕虫、双壳类和微生物垫。
扩散型也叫空穴填充型。这类水合物储层周围一般没有断层,但有不透水的盖层圈闭。这种天然气水合物一般分布在砾石或碳酸盐岩中,在不同类型的沉积物中水合物饱和度差异很大,粗砂更有利。顶板为泥质岩、深水页岩或火山凝灰岩。
沉积型水合物分布在海底或海底松散沉积物中,其分布区域可以没有断层或盖层。天然气的来源是富含甲烷的水溶液。因为压力增加,温度降低,溶解在水中的甲烷自发沉淀在海底。这种天然气水合物一般为厘米级薄层,常出现在大陆坡,或深度超过300米的碳酸盐台地,或没有海底火山、地热异常和热液喷口的海底隆起区,或洋流交汇的半深海。上述散失天然气水合物虽然也可以出露在海底,但它们可以与热液喷口共存,出露在海底的散失天然气水合物层厚度一般大于沉积型。
一般海底天然气水合物的气源主要有生物气和深源气,因此有利于可燃冰形成的环境必然对海底的结构有特定的要求。上述扩散水合物主要存在于被圈闭的深部沉积物孔隙中,而渗漏水合物主要存在于海底表层、浅部断层、底辟构造等相关断层中,沿断层充填,其分布相对有限,受流体活动控制。
需要注意的是,上述三种类型的水合物富集并不是相互孤立的,而是可以共存和相互转化的。以2013-2015年在南海神狐海域的科考为例,至少观测到了冷泉生物群,钻遇了包括海底和海底在内的不同层次的水合物。储层以粉砂为主,以高饱和度河砂为主,混有粗砂和生物碎屑。这表明南海既有以断裂构造为主的渗漏型,也有以不均匀深部沉积为主的扩散型。
国际上,典型的海底天然气水合物富集区至少包括:加拿大麦肯齐三角洲、冲绳海槽、阿拉斯加北坡、黑海、墨西哥湾、挪威西北海域。
海底天然气水合物的形成环境为开采提供了启示。国际上常用的天然气水合物试采方法有直接抽取法、降压法、加热法、置换法、催化分解法和本人提出的海底帷幕法。这些* * *的共同思想是破坏水合物形成环境的原始条件,使其分解为气体或转化为溶液,有利于运移和收集。利用天然气水合物的形成条件,还可以帮助选择有利的成藏场所,指导勘探工作计划的制定。
目前可燃冰的开采还存在很多问题,包括产气率低、喷砂、管道堵塞、海底坍塌、储层不稳定、水合物复溶导致的采收率低等。2017年5-7月在南海神狐海域进行试生产,累计产气量约60万m3。虽然创下了世界纪录,但试生产持续了两个月,其总产量实际上只相当于一个中型陆上天然气田一天的产量。美国2012年试产,55天生产了24,000m3天然气,效率太低。2013年,日本试采原计划一个月,但因为出砂问题被迫暂停6天。可见可燃冰的开采技术有了很大的提升空。
利益相关方:“一种开采深海天然气水合物的装置”(CN201610189365.2)的第一发明人;GMGS-3/4,2015-2016。
比世界海底可燃冰总量多多少倍?
不止两次。
可燃冰是一种天然气水合物,主要化学成分是甲烷。世界海底“可燃冰”中有机碳的总量相当于全球已知煤炭、石油和天然气总和的两倍多。
可燃冰是天然气和水在高压低温下形成的冰状结晶化合物。预测资源量是煤炭、石油、天然气等化石能源的两倍以上。它是世界公认的清洁高效的替代能源,具有巨大的商业价值。
因为大部分都埋在海底,开采难度很大。目前,日本、加拿大等国正在加紧对这种未来能源的试开采,但由于种种原因,都没有达到或达到连续产气的预定目标。
我国试生产达到了国际公认的日均产气量超过10,000m3、连续生产一周的目标,不仅标志着我国天然气水合物勘探开发的核心技术得到了验证,也标志着我国在该领域的综合实力达到了世界顶尖水平。
可燃冰的定义不超过30个字。
可燃冰又称天然气水合物,被誉为能满足人类1000年需求的新能源,是未来替代石油、煤炭等传统能源的首选。它是甲烷和水在海底高压低温下形成的白色固体燃料,可以直接点燃。1立方米可燃冰可释放160-180立方米天然气,其能量密度是煤的10倍,燃烧后不产生任何残渣和废气。
全球海底天然气可燃冰占全球百分之几以上。
全球海底“可燃冰”所含的有机碳总量相当于全球已知煤炭、石油和天然气总和的两倍多。
可燃冰,即天然气水合物,是天然气和水在高压低温下形成的冰状结晶物质,常见于深海沉积物或陆地永久冻土中。由于其分布浅、分布广、总量巨大、能量密度高,已成为未来的主要替代能源,引起了世界各国和科学界的密切关注。
“可燃冰”气体水合物广泛分布于大陆的永久冻土、岛屿的斜坡、活动和被动大陆边缘的隆起、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖泊的深水环境中。在标准条件下,每单位体积天然气水合物的分解每单位体积最多可产生164种甲烷气体。
世界海底天然气水合物主要分布在墨西哥湾、加勒比海、南美洲东部大陆边缘、非洲西部大陆边缘和黑色高原、白令海、鄂霍次克海、千岛群岛海沟、冲绳海槽、日本海、四国海槽、中国南海海槽、苏拉威西海和新西兰海北部,以及太平洋东部的中美洲海槽、加利福尼亚近海海槽和秘鲁海槽。
地球上约27%的陆地是可以形成天然气水合物的潜在区域,全球约90%的海洋水域也是这样的潜在区域。天然气水合物主要存在于北极的永久冻土区以及世界各地的海底、大陆坡、陆基和海沟中。由于采用的标准不同,不同机构对世界天然气水合物储量的估算值差异很大。
海底形成可燃冰的天然气从何而来?
可燃冰是海底天然气和水在高压低温下形成的冰状固体物质。1m3可燃冰可以转化为164m3天然气和0.8m3水。2017年5月,中国在水深1266m的海底下成功开采南海可燃冰,成为世界上第一个成功尝试开采该海域可燃冰的国家。蛟龙号,容积30m3的潜水器,悬浮在海上进行科学考研。
可燃冰的起源在哪里?
产地在海地区。可燃冰是天然气和水在高压低温下形成的冰状结晶物质。因其形似冰,遇火燃烧,故称“固态气体”、“气冰”。天然气水合物分布在深海或陆地永久冻土中。燃烧后只产生少量二氧化碳和水,远比煤和石油污染小,储量巨大。因此,它是国际公认的石油和其他能源的替代能源,其主要产地在海地区。
可燃冰只存在于海底吗?
天然气水合物又被称为“可燃冰”或“固态气体”和“气冰”,因为它看起来像冰,遇到火就会燃烧。它是分布在深海沉积物或陆地永久冻土中的冰状结晶物质,由天然气和水在高压低温下形成。
地球上约27%的陆地是可以形成天然气水合物的潜在区域,全球约90%的海洋水域也是这样的潜在区域。
天然气水合物主要存在于北极的永久冻土区以及世界各地的海底、大陆坡、陆基和海沟中。所以可燃冰不仅仅存在于海底。
可燃冰可以变成水吗?
当然了。
可燃冰,学名天然气水合物,其化学式为CH4 8H2O。可燃冰是水合甲烷,常温常压下不稳定,会变成水和甲烷。一般来说,适合可燃冰形成的温度是0℃ ~ 10℃,超过20℃就会分解。海底的温度一般保持在2℃ ~ 4℃左右。0℃时,形成可燃冰需要30个大气压,压力越大,可燃冰越稳定。
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