天然氣水合物科普PPT

會移動的小雪球可以燃燒的冰一、天然氣水合物簡介天然氣水合物是天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的、非化學(xué)計量的、籠型結(jié)晶化合物。因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱作“可燃冰”或者“固體瓦斯”和“氣冰”。三種常見的晶體結(jié)構(gòu)：Ⅰ型,Ⅱ型,H型。水合物中主體分子是水，水分子之間通過氫鍵形成不同大小的籠子，分子大小合適的氣體分子充當(dāng)客體分子，與水分子通過范德華力相互作用，被包裹在籠子內(nèi)。二、天然氣水合物優(yōu)勢優(yōu)勢之一：分布廣闊天然氣水合物主要分布于海洋陸坡區(qū)和陸地永久凍土帶海底天然氣水合物主要分布區(qū)有大西洋海域的墨西哥灣、加勒比海、南美東部陸緣、非洲西部陸緣等,西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、新西蘭北部海域等,東太平洋海域的中美海槽等,印度洋的阿曼海灣,南極的羅斯海和威德爾海,北極的巴倫支海和波弗特海以及大陸內(nèi)的黑海與里海等。陸上寒冷永凍土中的天然氣水合物主要分布在西伯利亞、青藏高原、阿拉斯加和加拿大的北極圈內(nèi)。亞洲成為了目前，特別是海域天然氣水合物研究的中心。天然氣水合物的全球分布目前，世界上已經(jīng)有40多個國家（地區(qū)）開展了可燃冰的勘探、試驗和開采研究，美國、俄羅斯、加拿大和日本等過進展較快。我國天然氣水合物分布我國是繼俄羅斯、加拿大之后，世界第三大凍土國,尤其青藏高原是多年生凍土帶,可能埋藏著豐富的天然氣水合物。我國東海陸坡和南海陸坡及盆地具備天然氣水合物的成礦條件和找礦前景，其中南海西沙海槽、臺灣東南陸坡已發(fā)現(xiàn)天然氣水合物存在的地球物理標(biāo)志?？瓶既藛T在我國南海北部神狐海域鉆探目標(biāo)區(qū)內(nèi)，已圈定11個可燃冰礦體，預(yù)測儲量為194億立方米。2007年5月1日，中國南海北部的首采樣成功，證實了中國南海北部蘊藏豐富的天然氣水合物資源，標(biāo)志著我國天然氣水合物調(diào)查研究水平已步入世界先進行列。優(yōu)勢之二：資源量巨大全球天然氣水合物所含天然氣的總資源量約為（1.8～2.1）×1016m3，其熱當(dāng)量相當(dāng)于全球已知煤、石油和天然氣（已知化石燃料）總熱量的2倍。1立方米可燃冰可以釋放出0.81立方米的水和164立方米的天然氣，能量密度是常規(guī)天然氣的2～5倍，是煤的10倍。優(yōu)勢之三：能量密度大據(jù)國際地質(zhì)勘探組織估算，地球深海中可燃冰的蘊藏量是常規(guī)氣體能源儲存量的1000倍，且在這些可燃冰層下還可能蘊藏著大量的天然氣。水合甲烷一旦得到開采，將使人類的燃料使用史延長幾個世紀。優(yōu)勢之四：清潔它比常規(guī)天然氣含有更少的雜質(zhì)，燃燒后幾乎不產(chǎn)生環(huán)境污染物質(zhì)，因而是未來理想的潔凈能源。三、天然氣水合物的開發(fā)USGS、DOE、BP阿拉斯加北部斜坡水合物資源潛力評估和試采項目2008年加拿大麥肯齊(McKenzie)三角洲多年凍土區(qū)水合物試采DOE-JIP項目：墨西哥灣水合物開采潛力2013年日本南海海槽水合物開采試驗1、國際研究狀況目前，世界上已有40多個國家(地區(qū))開展了可燃冰的勘查、試驗和開采研究，美國、俄羅斯、加拿大和日本等國進展較快，其中美國和日本已進入工業(yè)性試驗和開采階段。2.1南海2007年6月17日，我國在南海北部成功鉆獲的天然氣水合物實物樣品可燃冰在廣州亮相。南海陸坡和陸隆區(qū)，估算可燃冰資源總量為650億噸~780億噸油當(dāng)量，大約相當(dāng)于我國陸上和近海石油天然氣總資源量的1/2。2.2東海東海是西太平洋溝-弧-盆體系中的一個弧后盆地,主要包括東海陸架、沖繩海槽等單元沖繩海槽特別是其中南部也可能存在天然氣水合物2.3陸地凍土區(qū)我國于2008年11月和2009年6月在青海省天峻縣木里鎮(zhèn)永久凍土帶多次成功鉆獲可燃冰實物樣品。我國成為繼加拿大、美國之后第三個在陸域鉆獲可燃冰的國家。青藏高原特別是羌塘盆地具備良好的天然氣水合物成礦條件和找礦前景祁連山木里地區(qū)、東北漠河盆地和青藏高原的風(fēng)火山地區(qū)等凍土層內(nèi)發(fā)現(xiàn)有連續(xù)逸出的可燃氣體(甲烷)2、國內(nèi)研究狀況國土資源部總工程師張洪濤表示，在永久凍土區(qū)成功獲取可燃冰，對我國未來的能源持續(xù)利用格外重要。新中國成立后，大慶油田的發(fā)現(xiàn)為我國甩掉了貧油國的帽子?？扇急呛笫蜁r代的重要替代能源，此次的發(fā)現(xiàn)在某種意義上可以同當(dāng)年發(fā)現(xiàn)大慶油田的意義媲美。概況一：資源勘探與調(diào)查概況二：技術(shù)發(fā)展‘蛟龍’號實現(xiàn)了世界同類載人潛水器最大下潛深度——7000米，實現(xiàn)了多種高性能海底作業(yè)能力，具有世界同類載人潛水器最充分的安全保障措施?？茖W(xué)家隨同蛟龍?zhí)栆黄鹣聺?，其中一項重要任?wù)就是重點考察可燃冰的海底出口。武船自主研制我國首艘天然氣水合物綜合調(diào)查船

該船是為廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局建造的特種船舶，是以海底天然氣水合物資源調(diào)查為主，兼顧海洋地質(zhì)、海洋礦產(chǎn)資源調(diào)查、地震地球物理調(diào)查、水文調(diào)查的多學(xué)科、多技術(shù)手段為一體的遠洋調(diào)查船。深謀“蛟龍”號，遠慮可燃冰四、“天賜寶藏”O(jiān)R“上帝陷阱”據(jù)計算，從地下開采1立方米的可燃冰，將在地下形成164立方米左右的壓力空缺。集中大量開采可燃冰，還可能造成大陸架動蕩甚至海床塌方，導(dǎo)致海嘯，海底滑坡等災(zāi)害。而且固結(jié)在海底沉積物中的水合物，一旦條件變化使甲烷氣從水合物中釋出，還會改變沉積物的物理性質(zhì)，大大降低海底沉積物的力學(xué)特性，使海底軟化，出現(xiàn)大規(guī)模的海底滑坡，毀壞如海底輸電或通訊電纜和海洋石油鉆井平臺等設(shè)施?？扇急屑淄榈臏厥倚?yīng)是二氧化碳的20倍，全球海底可燃冰中的甲烷總量約為地球大氣中甲烷總量的3000倍。如果可燃冰在開采過程中發(fā)生泄漏，大量甲烷氣體分解出來，經(jīng)由海水進入大氣層，全球溫室效應(yīng)將迅速增大。大氣升溫后，海水溫度也將隨之升高，加上地層溫度上升，將造成海底的可燃冰自然分解，引發(fā)惡性循環(huán)。美國歷史上最嚴重的漏油事故—2010年英國石油公司(BP)在墨西哥灣外海的鉆井平臺發(fā)生爆炸，導(dǎo)致11名工作人員死亡，319萬桶原油持續(xù)泄漏了87天。2010年4月20日事發(fā)時，鉆井平臺上的工人觀察到鉆桿突然噴氣，隨后氣體和原油冒上來。氣體涌向一處有易燃物的房間，在那里發(fā)生第一起爆炸。隨后發(fā)生一系列爆炸，