天然氣水合物科普PPT

1、會(huì)移動(dòng)的小雪球會(huì)移動(dòng)的小雪球可以燃燒的冰可以燃燒的冰一、天然氣水合物簡介一、天然氣水合物簡介天然氣水合物是天然氣與水在天然氣水合物是天然氣與水在高壓低溫高壓低溫條件下形成的類冰狀條件下形成的類冰狀的、非化學(xué)計(jì)量的、的、非化學(xué)計(jì)量的、籠型籠型結(jié)晶化合物。因結(jié)晶化合物。因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱作其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱作“可燃冰可燃冰”或者或者“固體瓦斯固體瓦斯”和和“氣冰氣冰”。三種常見的晶體結(jié)構(gòu)：三種常見的晶體結(jié)構(gòu)：型型, , 型型, H, H型。水合物中主體分子是水，水分子之間通過型。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

2、適的氣體分子充當(dāng)客體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，與水分子通過范分子，與水分子通過范德華力相互作用，被德華力相互作用，被包裹在籠子包裹在籠子內(nèi)。內(nèi)。二、天然氣水合物二、天然氣水合物優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)之一優(yōu)勢(shì)之一：分布廣闊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

3、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)。亞洲亞洲成為了目前，特別是海域天然氣水合物研究的成為了目前，特別是海域天然氣水合物研究的中心。中心。天然氣水合物的全球分布天然氣水合物的全球分布目前，世界上已經(jīng)有40多個(gè)國家（地區(qū)）開展了可燃冰的勘探、試驗(yàn)和開采研究，美國、俄羅斯、加拿大和日本等過進(jìn)展較快。我國天然氣水合物分布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(tái)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。科考人

4、員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(gè)可燃冰礦體，預(yù)測(cè)儲(chǔ)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(shí)了中國南海北部蘊(yùn)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(jìn)行列。優(yōu)勢(shì)之優(yōu)勢(shì)之二二：資源資源量巨大量巨大全球天然氣水合物所含天然氣的總資源量約為（1.82.1）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25倍，是煤的10倍。 優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)之三：能量密度大之三：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

5、冰的蘊(yùn)藏量是常規(guī)氣體能源儲(chǔ)存量的1000倍，且在這些可燃冰層下還可能蘊(yùn)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(gè)世紀(jì)。優(yōu)勢(shì)之四：優(yōu)勢(shì)之四：清潔清潔它比常規(guī)天然氣含有更少的雜質(zhì)，燃燒后幾乎不它比常規(guī)天然氣含有更少的雜質(zhì)，燃燒后幾乎不產(chǎn)產(chǎn)生環(huán)境污染生環(huán)境污染物質(zhì)，因而是未來理想的潔凈能源。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)三、天然氣水合物的開發(fā)USGSUSGS、DOEDOE、BPBP阿拉斯加北部斜坡水合物資源潛力阿拉斯加北部斜坡水合物資源潛力評(píng)估和試采項(xiàng)目評(píng)估和試采項(xiàng)目20082008年加拿大麥肯年加拿大麥肯齊齊(McKenzie)(McKenzie

6、)三角三角洲多年凍土區(qū)水合洲多年凍土區(qū)水合物試采物試采DOE-JIPDOE-JIP項(xiàng)目：墨項(xiàng)目：墨西哥灣水合物開西哥灣水合物開采潛力采潛力20132013年日本南海海年日本南海海槽水合物開采試驗(yàn)槽水合物開采試驗(yàn)1、國際研究狀況目前，世界上已有40多個(gè)國家(地區(qū))開展了可燃冰的勘查、試驗(yàn)和開采研究，美國、俄羅斯、加拿大和日本等國進(jìn)展較快，其中美國和日本已進(jìn)入工業(yè)性試驗(yàn)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(shí)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

7、 東海東海是西太平洋溝- 弧- 盆體系中的一個(gè)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(shí)物樣品。我國成為繼加拿大、美國之后第三個(gè)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?xì)怏w( 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(duì)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

8、國甩掉了貧油國的帽子?？扇急呛笫蜁r(shí)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)展蛟龍蛟龍?zhí)枌?shí)現(xiàn)了號(hào)實(shí)現(xiàn)了世界同類載人潛水世界同類載人潛水器最大下潛深度器最大下潛深度70007000米，實(shí)現(xiàn)了米，實(shí)現(xiàn)了多種高性能海底作多種高性能海底作業(yè)能力，具有世界業(yè)能力，具有世界同類載人潛水器最同類載人潛水器最充分的安全保障措充分的安全保障措施。施。科學(xué)家隨同蛟科學(xué)家隨同蛟龍?zhí)栆黄鹣慢執(zhí)栆黄鹣聺?，其潛，其中一?xiàng)重要任務(wù)就中一項(xiàng)重要任務(wù)就是重點(diǎn)是重點(diǎn)考察可考察可燃冰燃冰的海底的海底出口。出口。該船是為該船是為廣州廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局海洋地質(zhì)調(diào)查

9、局建造的特種船舶，建造的特種船舶，是以海底天然氣是以海底天然氣水合物資源調(diào)查水合物資源調(diào)查為主，兼顧海洋為主，兼顧海洋地質(zhì)、海洋礦產(chǎn)地質(zhì)、海洋礦產(chǎn)資源調(diào)查、地震資源調(diào)查、地震地球物理調(diào)查、地球物理調(diào)查、水文調(diào)查的多學(xué)水文調(diào)查的多學(xué)科、多技術(shù)手段科、多技術(shù)手段為一體的遠(yuǎn)洋調(diào)為一體的遠(yuǎn)洋調(diào)查船。查船。四四、“天賜寶藏天賜寶藏”O(jiān)R“上帝陷阱上帝陷阱”據(jù)計(jì)算，從地下開采據(jù)計(jì)算，從地下開采1 1立方米的可燃冰，立方米的可燃冰，將在地下形成將在地下形成164164立方米左右的壓力立方米左右的壓力空缺?？杖?。集中集中大量開采可燃冰，還可能造成大陸大量開采可燃冰，還可能造成大陸架動(dòng)蕩甚至海床架動(dòng)蕩甚至海床塌

10、方，導(dǎo)致海嘯，海底塌方，導(dǎo)致海嘯，海底滑坡等滑坡等災(zāi)害。而且固結(jié)在海底沉積物中災(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的水合物，一旦條件變化使甲烷氣從水合物中釋出，還會(huì)改變沉積物的物理性合物中釋出，還會(huì)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，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，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毀壞如海底輸電或通訊電纜和海洋石油鉆井平臺(tái)等設(shè)施鉆井平臺(tái)等設(shè)施?？扇急屑淄榈臏厥倚?yīng)是二氧化碳的可燃冰中甲烷的溫室效應(yīng)是二氧化碳的2020倍，全球海底可燃冰中的甲烷總量約倍，全球海底可燃

11、冰中的甲烷總量約為地球大氣中甲烷總量的為地球大氣中甲烷總量的30003000倍倍。如果。如果可燃冰在開采過程中發(fā)生泄漏，大量甲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(jìn)入大氣層，烷氣體分解出來，經(jīng)由海水進(jìn)入大氣層，全球溫室效應(yīng)將迅速增大。大氣升溫后，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，上升，將造成海底的可燃冰自然分解，引發(fā)惡性循環(huán)。引發(fā)惡性循環(huán)。美國歷史上最嚴(yán)重的漏油美國歷史上最嚴(yán)重的漏油事故事故20102010年年英國石油公司英國石油公司(BP)(BP)在墨西哥灣外海的鉆在墨西哥灣外海的鉆井平臺(tái)發(fā)生井平臺(tái)發(fā)生爆炸，導(dǎo)致爆炸，導(dǎo)致1111名工作人員死名工作人員死亡，亡，319319萬桶原油持續(xù)泄漏了萬桶原油持續(xù)泄漏了8787天。天。20102010年年4 4月月2020日事發(fā)時(shí)，鉆井平臺(tái)上的工日事發(fā)時(shí)，鉆井平臺(tái)上的工人觀察到鉆桿突然噴氣，隨后氣體和原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油冒上來。氣體涌向一處有易燃物的