油氣藏中流體

1、關(guān)于油氣藏中的流體第一張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 石油第二節(jié) 天然氣 第三節(jié) 油田水第一章 油氣藏中的流體第二張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 石油一、石油的概念及組成二、石油的分類三、石油的物理性質(zhì)四、海、陸相石油的基本區(qū)別第一章 油氣藏中的流體第三張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（一）石油的概念 石油是存在于地下巖石孔隙中的以液態(tài)烴為主體的可燃有機(jī)礦產(chǎn)。地下油氣藏中的石油是氣態(tài)、液態(tài)及固態(tài)烴類及其衍生物的混合物，在成分上以烴類為主，含有數(shù)量不等的非烴化合物及多種微量元素。在相態(tài)上以液態(tài)為主，溶有大量烴氣及少量非烴氣以和數(shù)量不等的固態(tài)烴類及非烴

2、類物質(zhì)。油氣藏中組成石油的各種成分和相態(tài)的比例因地而異，因此，石油沒有確定的化學(xué)成分和物理常數(shù) 一、石油的概念及組成第四張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）石油的元素組成 石油沒有確定的化學(xué)成分，因而也就沒有確定的元素組成。但其元素組成還是有一定的變化范圍。 石油主要由碳 (C）、氫（H）、硫（S）、氮（N）、氧（O）等元素組成，不同產(chǎn)地的石油元素組成含量存在差異 。一、石油的概念及組成第五張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月石油的元素組成（重量百分比） 原 油 產(chǎn) 地元 素 組 成CHSNO中 國(guó) 大慶(薩爾圖混合油)85.7413.31 0.11 0.15 0.69勝利(

3、101混合油) 86.2612.20 0.80 0.41 - 弧島油田 84.24 11.74 2.20 0.47 - 大港油田(混合油) 85.67 13.40 0.12 0.23 - 江漢油田(混合油) 83.00 12.81 2.09 0.47 1.63 克拉瑪依油田(混合油) 86.13 13.30 0.04 0.25 0.28 前 蘇 聯(lián) 雅雷克蘇 80.61 10.36 1.05 痕量 8.97 烏克蘭 84.60 14.00 0.14 1.25 1.25 老格羅茲尼 86.42 12.62 0.32 - 0.68 卡拉 -布拉克 87.77 12.37 - - 0.46 美 國(guó)

4、文圖拉(加利福尼亞州) 84.60 12.70 0.40 1.70 1.20 科林加(加利福尼亞州) 86.40 11.70 0.60 - - 博芒特(得克薩斯州) 85.70 11.00 0.70 2.61 堪薩斯州 84.20 13.00 1.90 0.45 0.45 (據(jù)石毓程，1980 補(bǔ)充)第六張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 原油中含硫量變化很大，從萬分之幾（克拉瑪依，0.05 %）到百分之幾（委內(nèi)瑞拉，5.48%）。根據(jù)含硫量可把原油分為高硫原油（含硫量大于1%）和低硫原油（含硫量小于1%）。原油中的硫主要來自有機(jī)物的蛋白質(zhì)和圍巖的含硫酸鹽礦物如石膏等，故產(chǎn)于海相環(huán)境的

5、石油較形成于陸相環(huán)境的石油含硫量高。 原油中含氮量在0.1-1.7%之間，平均值0.094%。90%以上的原油含氮量小于0.2%。 原油的含氧量在0.1-4.5%之間，主要與其氧化變質(zhì)程度有關(guān)。第七張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 除上述5種主要元素之外，還從原油灰分（石油燃燒后的殘?jiān)┲邪l(fā)現(xiàn)有鐵(Fe)、鈣(Ca)、鎂(Mg)、硅(Si)、鋁(Al)、釩（V）、鎳（Ni）、銅（Cu）、銻（Sb）、錳（Mn）、鍶（Sr）、鋇（Ba）、硼（B）、鈷（Co）、鋅（Zn）、鉬（Mo）、鉛（Pb）、錫（Sn）、鈉（Na）、鉀（K）、磷（P）、鋰（Li）、氯（Cl）、鉍（Bi）、鈹（Be）、鍺

6、（Ge）、銀（Ag）、砷（As）、鎵（Ga）、金（Au）、鈦（Ti）鉻（Cr）、鎘（Cd）等30多種元素。這些元素雖然種類繁多，但總量?jī)H占石油重量的萬分之幾，在石油中屬微量元素，亦或稱之為灰分元素。第八張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 在石油微量元素中，以釩(V)、鎳(Ni)兩種元素含量高、分布普遍，且鑒于其與石油成因有關(guān)聯(lián)，最為石油地質(zhì)學(xué)家所重視。 V/Ni比值可做為區(qū)分是來自海相環(huán)境還是陸相環(huán)境沉積物的標(biāo)志之一。 一般V/Ni1被認(rèn)為是海相環(huán)境。 V/NiC4者較少見。在多數(shù)情況下 ，含量隨碳數(shù)增加而減少；但在有的氣藏中也可見C3H8和C4H10異常高的現(xiàn)象。重?zé)N氣中C4-C7除

7、正構(gòu)烷烴外，有時(shí)還有少到微量環(huán)烷烴和芳烴。 一般常根據(jù)重?zé)N氣的含量將天然氣劃分為濕氣和干氣。但不同學(xué)者所用的參數(shù)、量值及具體的劃分方案不盡相同。在天然氣地質(zhì)學(xué)上常用重?zé)N氣含量5%作為劃分干氣和濕氣的界限，C2+5%稱為濕氣，C2+5%稱為干氣。典型的濕氣和干氣以及歐、非、美洲若干有商業(yè)價(jià)值的天然氣烴類組成如表所示。第六十一張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 天然氣組成%（體積）資料來源CH4C2H6C3H8C4H9C5H12非烴 典型濕氣84.66.45.32.61.1Heron(964)干氣96.02.00.60.31.1利曼（英，北海） 94.8 3.0 0.6 0.2 0.2 0

8、.2 Tiratsoo(1979) 非洲 利比亞 71.4 16.0 7.9 3.4 1.3 / 阿爾及利亞 86.5 9.4 2.6 1.1 0.1 0.3 尼日利亞 88.1 6.3 2.1 0,3 1.1 2.1 圣弗朗西斯科（美，加州） 88.59 7.01 1.93 0.28 0.03 2.06 洛杉磯（美，加州） 86.5 8.0 1.9 0.3 0.2 3.1 華盛頓特區(qū) 95.15 2.84 0.63 0.24 0.1 1.04 第六十二張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 天然氣的烴類組成變化很大，如我國(guó)柴達(dá)木盆地聶中的氣藏氣，甲烷含量為99.5%，重?zé)N（C2H6）含量

9、僅0.035%，C1/C2+為2843，H/C原子比為3.999；而俄羅斯格羅茲尼的石油伴生氣，甲烷含量?jī)H30.8%，重?zé)N（C2H6-C5H12）含量卻高達(dá)69.2%，且其中C3H8-C5H12各占20%左右，相應(yīng)地，C1/C2+為0.445，H/C原子比為3.02。這兩個(gè)例子可作為天然氣烴類組成兩個(gè)極端的代表，其差別是顯而易見的。第六十三張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）、天然氣的非烴組成 在以烴類為主的天然氣聚集中，一般將非烴氣體成分視為雜質(zhì)。但有的非烴氣體含量達(dá)到一定的品位也具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，應(yīng)予以足夠的重視；同時(shí)，研究非烴氣體，對(duì)了解天然氣的形成、運(yùn)移等也有重要意義。因

10、此我們有必要對(duì)天然氣中的非烴氣體有所認(rèn)識(shí)。天然氣（主要是氣藏氣）中常見的非烴氣有N2、CO2、H2S、CO、SO2、H2、Hg蒸氣及惰性氣體，有時(shí)還有少量含硫、氮、氧的有機(jī)化合物。非烴氣的含量一般小于10%，但亦有少量氣藏非烴氣體含量可超過10%，極少數(shù)是以非烴氣體為主的氣藏，如N2氣藏，CO2氣藏，H2S氣藏。第六十四張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 天然氣一、天然氣的概念及產(chǎn)狀二、天然氣的化學(xué)組成三、天然氣的物理性質(zhì)四、天然氣與石油的區(qū)別第一章 油氣藏中的流體第六十五張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 天然氣是多種烴類和非烴的氣態(tài)混合物。在常溫常壓下以氣態(tài)存在的烴類

11、有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、異丁烷及新戊烷；非烴類有氫、氮、二氧化碳、硫化氫和惰性氣體。在地下高溫高壓下，C5-C7烷烴和部分環(huán)烷烴、芳烴及有機(jī)硫化物也可以呈氣態(tài)存在。三、天然氣的物理性質(zhì) 第六十六張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(一)、密度與相對(duì)密度 天然氣的密度定義為單位體積氣體的質(zhì)量。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，天然氣中主要烴類成分的密度為0.6773kg/m3（甲烷）-3.0454kg/m3 （戊烷）。天然氣混合物的密度一般為0.7-0.75kg/m3 ，其中石油伴生氣特別是油溶氣的密度最高可達(dá)1.5kg/m3甚至更大些。天然氣的密度隨重?zé)N含量尤其是高碳數(shù)的重?zé)N氣含量增加而增大，亦隨CO2和

12、H2S的含量增加而增大。 天然氣的相對(duì)密度是指在相同溫度、壓力條件下天然氣密度與空氣密度的比值，或者說在相同溫度、壓力下同體積天然氣與空氣質(zhì)量之比。天然氣烴類主要成分的相對(duì)密度為0.5539（甲烷）-2.4911（戊烷），天然氣混合物一般在0.56-1.0之間，亦隨重?zé)N及CO2和H2S的含量增加而增大。第六十七張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月化合物 分子式 分子量 密度 相對(duì)密度 甲烷 CH4 16.043 0.6773 0.5539 乙烷 C2H6 30.070 1.2693 1.0382 丙烷C3H8 44.097 1.8614 1.5225 丁烷 C4H10 58.124 2.

13、4535 2.0068 異丁烷 C4H10 58.124 2.4535 2.0068 戊烷 C5H12 72.151 3.0454 2.4911 異戊烷 C5H12 72.151 3.0454 2.4911 新戊烷 C5H12 72.151 3.0454 2.4911 巳烷 C6H14 86.178 3.6374 2.9753 庚烷 C7H16 100.205 4.2299 3.4596 環(huán)戊烷 C5H10 70.135 2.9604 2.4215 環(huán)巳烷 C6H12 84.162 3.5526 2.9057 苯 C6H6 78.114 3.2974 2.6969 甲苯 C7H8 92.141

14、 3.8891 3.1812 二氧化碳 CO2 44.010 1.8577 1.5195 硫化氫 H2S 34.076 1.4380 1.7165 氮 N2 28.013 1.1822 1.9672 天然氣中常見組分的密度和相對(duì)密度 （101325Pa，15.55） 第六十八張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 天然氣在地下的密度隨溫度的增加而減小，隨壓力的增加而加大。但鑒于天然氣的壓縮性極強(qiáng)，在氣藏中，天然氣的體積可縮小到地表體積的1/200-1/300，壓力效應(yīng)遠(yuǎn)大于溫度效應(yīng)，因此地下天然氣的密度遠(yuǎn)大于地表溫壓下的密度，一般可達(dá)150-250kg/m3；凝析氣的密度最大可達(dá)225-4

15、50kg/m3。第六十九張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（二）、臨界溫度和臨界壓力 在自然（地面或地下）條件下，氣體是否以氣態(tài)存在取決于溫度和壓力。這就涉及到臨界溫度和臨界壓力的概念。純物質(zhì)的臨界溫度系指氣相物質(zhì)能（通過加壓）維持液相的最高溫度。高于臨界溫度時(shí)，無論加多大壓力，都不能使氣態(tài)物質(zhì)變?yōu)橐簯B(tài)。在臨界溫度時(shí)，氣態(tài)物質(zhì)液化所需要的最低壓力稱為臨界壓力。高于臨界壓力時(shí)，無論多少溫度，氣、液兩相不可能共存。天然氣常見組分的臨界溫度和臨界壓力如表所示。 第七十張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月化合物 沸點(diǎn)（）( 101325Pa） 凝固點(diǎn)（）(101325Pa） 蒸氣壓力(1

16、01325Pa，） 臨界溫度（） 臨界壓力(101325p a) 甲烷 -161.49 -182.48 (340.228) -82.57 45.44 乙烷 -86.60 -183.23 (54.436) 32.27 48.16 丙烷 -42.04 -187.69 12.929 96.67 41.94 丁烷 -0.50 -138.36 3.511 152.03 37.47 異丁烷 -11.72 -159.61 4.913 134.94 36.00 戊烷 36.07 -129.73 1.059 196.50 33.25 異戊烷 27.88 -159.91 1.390 187.28 33.37 新戊

17、烷 9.50 -16.57 2.433 160.63 31.57 巳烷 68.73 -95.32 0.337 234.28 29.73 庚烷 98.43 -90.58 0.110 267.11 27.00 環(huán)戊烷 49.25 -93.84 0.675 238.60 44.49 環(huán)巳烷 80.72 6.54 0.222 286.39 40.22 苯80.09 5.53 0.219 289.01 48.34 甲苯 110.63 -94.97 0.0702 318.64 40.55 二氧化碳 -78.50 - - 31.06 72.88 硫化氫 -60.33 -82.89 26.810 100.39

18、 88.87 氮-195.78-210.00 - -146.89 33.55 天然氣中常見組分的臨界溫度和臨界壓力 第七十一張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 對(duì)于各烴類組分來說，甲烷的臨界溫度為-82.57，乙烷為32.37。因此它們?cè)诘叵鲁苡谑秃退蛐纬蓺馑衔镏?，均以氣相存在。丙烷臨界溫度為96.67，在低于該溫度時(shí)，在適當(dāng)?shù)膲毫ο录纯梢夯Ｒ虼吮榧疤紨?shù)更高的烷烴，在地下大多以液相存在，僅有少量與甲烷、乙烷呈氣態(tài)或溶于石油或溶于水（數(shù)量更少）存在。第七十二張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（三）、溶解性 天然氣能不同程度溶于水和石油兩類溶劑中。 天然氣能不同程度地

19、溶解于水和油兩類溶劑中，具體數(shù)量取決于天然氣和溶劑的成分以及氣體的壓力、溫度。不同成分的氣體其溶解系數(shù)有相當(dāng)大的差別。根據(jù)相似相溶原理，烴氣在石油中的溶解度要比水中大許多倍。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下甲烷在在石油中的溶解系數(shù)為0.3，是在水中溶解系數(shù)的近10倍（0.033）。溶解性隨壓力增高溶解度增大，隨溫度升高反而降低。另外，當(dāng)石油中溶有天然氣時(shí)，即可降低石油本身的相對(duì)密度、粘度以及表面張力。第七十三張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 天然氣的組分上，重?zé)N氣特別是碳數(shù)較高的重?zé)N氣含量愈高，溶解度愈大。 原油組分方面，在相同溫度、壓力條件下，天然氣在低碳數(shù)烴類含量高的輕質(zhì)原油中比重質(zhì)原油中的溶解度要

20、高得多。 溫度對(duì)天然氣溶解度的影響是隨油層溫度的升高溶解度降低，但其影響效應(yīng)遠(yuǎn)低于壓力的效應(yīng)。第七十四張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 無論是溶于地層水還是原油中的天然氣，在條件發(fā)生改變時(shí)，其中的溶解氣都有可能脫離地層水或原油成為游離氣，并在適當(dāng)?shù)臈l件下聚集成為氣藏。特別是在油（氣）藏中，當(dāng)壓力降低時(shí)，天然氣會(huì)自石油中析出，且各組分的析出與其溶解度相對(duì)應(yīng)，甲烷最先開始析出，然后是乙烷、丙烷、丁烷等同系物依次析出。第七十五張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（四）、粘度 前已述及，粘度是指流體分子間相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力的大小。天然氣的粘度就是天然氣分子間內(nèi)部摩擦力的一種量度

21、天然氣粘度是研究天然氣運(yùn)移、開發(fā)和集輸?shù)囊粋€(gè)重要參數(shù)。天然氣的粘度很小，在地表常溫常壓下，只有n10-2-10-3MPa.s。遠(yuǎn)比水（1MPa.s）和油（1-n10MPa.s）粘度為低。天然氣粘度與氣體組成、溫度、壓力等因素有關(guān)。在接近大氣壓的低壓條件下，壓力對(duì)粘度的影響很?。珊雎裕?，粘度隨溫度增加而變大，隨分子量增大而減??；而在較高壓力下，天然氣的粘度隨壓力增加而增大，隨溫度升高而減小，隨分子量增加而增大。此外，天然氣粘度還隨非烴氣體增加而增加。第七十六張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（五）、吸著作用 氣體與固體表面接觸所發(fā)生的關(guān)系，可以有吸收作用，也可以只有吸附作用，亦或兼而有

22、之。吸附作用與吸收作用是有區(qū)別的，氣體與固體表面接觸并滲入固體物質(zhì)內(nèi)部（直至飽和）的現(xiàn)象叫做吸收作用；而氣體被固體吸收的初步過程是氣體分子被固體表面分子所吸引，這一現(xiàn)象叫做吸附作用。由于常常不能確定是吸附作用還是吸收作用，故把氣體（或液體）在固體表面發(fā)生的作用籠統(tǒng)稱之為吸著作用。第七十七張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（六）、擴(kuò)散 氣體擴(kuò)散是自然界常見的一種物理化學(xué)現(xiàn)象。按引起擴(kuò)散的主導(dǎo)因素可分為濃度擴(kuò)散和溫度擴(kuò)散。按擴(kuò)散介質(zhì)可分為氣體在氣體中擴(kuò)散（自由擴(kuò)散）、氣體在液體中擴(kuò)散和氣體在固體（巖石）中擴(kuò)散。 第七十八張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 濃度擴(kuò)散是由物質(zhì)的濃度差而

23、引起，氣體由高濃度處向低濃度方向流動(dòng)，分子的相互運(yùn)動(dòng)趨向于拉平相互接觸的容器內(nèi)物質(zhì)的濃度。隨著溫度升高，分子的熱運(yùn)動(dòng)加速，擴(kuò)散加快。第七十九張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 擴(kuò)散系數(shù)是濃度梯度等于1時(shí)1秒鐘內(nèi)通過截面積為1厘米2的擴(kuò)散氣體量。擴(kuò)散系數(shù)反比于氣體壓力，因?yàn)殡S著壓力增加，分子自由行程的長(zhǎng)度減小，相應(yīng)地壓縮氣體的擴(kuò)散進(jìn)行得比稀薄氣體慢。 一般氣體的自由擴(kuò)散系數(shù)（氣體在氣體中擴(kuò)散）大部分在0.08-0.23厘米2 /秒之間。氫具有最大的擴(kuò)散系數(shù)，如氫通過氮或氦氣的擴(kuò)散系數(shù)為0.7厘米2 /秒。第八十張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 氣體在液體中的擴(kuò)散，從氣體在液體表

24、層溶解（吸收作用）開始，然后由于在各液體層中存在氣體濃度差而進(jìn)一步擴(kuò)散。氣體在水中的擴(kuò)散系數(shù)一般隨分子量和分子大小的增加而減小，隨壓力和溫度的升高而增大。 氣體在巖石中的擴(kuò)散比在自由空間進(jìn)行得慢，也比在水中進(jìn)行得慢。因?yàn)樵趲r石中氣體是沿充滿流體、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的孔道進(jìn)行擴(kuò)散。與自由空間擴(kuò)散相比，在砂中較之慢2-3倍，在砂巖中慢9-14倍，在致密砂巖中要慢100倍。第八十一張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 氣體通過沒有孔隙的巖石（礦物質(zhì)）的擴(kuò)散比通過孔隙巖石小10-100倍，但隨著氣體的溫度和壓力升高，擴(kuò)散速度將大大加快。 熱擴(kuò)散（溫度擴(kuò)散）是由于存在溫度差而產(chǎn)生，熱擴(kuò)散使輕分子或小分子氣體

25、趨向于在高溫區(qū)集中，而重分子或大分子氣體在低溫區(qū)聚集。 天然氣的擴(kuò)散不可小視，擴(kuò)散可使氣田中的氣大量散失。在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史中，甚至可使整個(gè)氣藏消失。 第八十二張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（七）、熱值 熱能是天然氣主要經(jīng)濟(jì)價(jià)值所在。天然氣的熱值與組成天然氣的成分有關(guān)，含烴氣比例越高，熱值越高；含非烴氣，特別是含CO2、N2等氣體比例越高，熱值越低。天然氣中主要烴氣成分的熱值如表所列。第八十三張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月天然氣中主要烴類氣體的熱值（據(jù)美國(guó)天然氣工程手冊(cè)，1959） 烴 類 熱 值（發(fā) 熱 量）* KJ/m3(凈值) KJ/m3(凈值) KJ/m3(全值)

26、 KJ/m3(全值) 甲 烷 34037.80 47541.96 37811.48 52812.96 乙 烷 60937.25 45162.10 66618.44 49371.20 丙 烷 87915.42 44054.17 95537.50 47873.33 丁 烷 115863.04 43368.15 125876.35 47116.44 *原統(tǒng)計(jì)以Btu/ft3計(jì)，經(jīng)換算成SI單位 第八十四張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（八）、形成結(jié)晶水合物 在自然界存在的低溫高壓條件下，天然氣（氦、氖、氫除外）能夠與水結(jié)合形成結(jié)晶水合物（固體氣）。這是天然氣的重要性質(zhì)。這一性質(zhì)具有實(shí)際意義

27、。 固體氣為密度在0.88-0.90g/cm3的固體結(jié)晶物質(zhì)，象雪或冰，1m3氣體水合物中含0.9m3的水和70-240m3的氣，含氣量的多少取決于氣體的組分。盡管甲烷、乙烷、丙烷、CO2等氣體均可形成氣水合物，但固體氣中的天然氣還是以甲烷占優(yōu)勢(shì)，即常見為甲烷水合物。第八十五張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月甲烷水合物是在冰點(diǎn)附近的特殊溫度和壓力條件下形成的 其開始出現(xiàn)的條件是：溫度低于0，壓力小于2.5Mpa；溫度0-20，壓力為2.5-25Mpa。溫度達(dá)21-27時(shí)，甲烷水合物將被分解。 因此，氣水合物主要存在于凍土、極地和深海沉積物分布區(qū)。海水與甲烷形成氣水合物的相圖（據(jù)Katz

28、，1959） 第八十六張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 氣水合物是天然氣（主要是甲烷）被俘獲在水分子的籠型結(jié)構(gòu)中，即水分子的籠型化合物。在這種化合物中，水的冰晶體格架擴(kuò)展為包含氣體分子的晶體。 第八十七張，PPT共九十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 在一定溫度、壓力條件下，氣和水相互作用形成氣水合物。除甲烷、氮和惰性氣體以外的所有其它氣體，都具有高于某一溫度就不形成氣水合物的臨界溫度。 形成氣水合物的條件必須低溫高壓，在地層條件下，只有在深潛的永久凍土帶（厚層冰巖帶）發(fā)育區(qū)（一般在極地），低溫高壓才能得以兼?zhèn)?。在現(xiàn)代沉積物中，前蘇聯(lián)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，海洋底下是天然氣水合物形成的最佳場(chǎng)所，海洋總面積的90%具有形成氣水合物的溫壓條件。 氣體水合物可以視之為固體溶液，其中溶劑是由水分子構(gòu)成的立方晶系的結(jié)晶骨