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天然气水合物的调查和研究意义

来源:中国天然气工业网 日期:2010-09-15 浏览量:
 天然气水合物研究是当代地球科学和能源工业发展的一大热点。该研究涉及到新一代能源的探查开发、温室效应、全球碳循环和气候变化、古海洋、海洋地质灾害、天然气运输、油气管道堵塞、船艇能源更新和军事防御等,并有可能对地质学、环境科学和能源工业的发展产生深刻的影响。
 
能源
  天然气水合物作为未来潜在能源,具有分布广泛、资源量巨大、埋藏浅、规模大、能量密度高、洁净等特点,是地球上尚未开发的最大未知能库。尽管目前还不具备开采海洋天然气水合物的技术条件,但许多科学家相信它最有希望成?quot;21 世纪最理想的、具有商业开发前景的新能源"。
 
一、分布广泛
 
   据推算(按T<7℃,P>50 个大气压),世界上占海洋总面积90%的海域具有天然气水合物形成的温压条件;据调查,世界天然气水合物矿藏的面积可达全部海洋面积的30%以上。目前,实际上在所有海洋边缘水深大于300~500m 的大陆斜坡上均已发现了天然气水合物,在一些海洋边缘的深水海台或盆地的浅部地层中也都直接或间接地发现有天然气水合物,在极地冻土带和极地陆架海也发现有天然气水合物,证明世界天然气水合物分布十分广泛。据初步研究,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有天然气水合物存在的地球物理标志。
 
二、资源量巨大
 
   天然气水合物是全球第二大碳储库,仅次于碳酸盐岩,其蕴藏的天然气资源潜力巨大。据保守估算,世界上天然气水合物所含天然气的总资源量约为(1.8~2.1)×1016m3,其热当量相当于全球已知煤、石油和天然气总热当量的2 倍,也就是说,水合物中碳的总量(约为11×1018g)是地球已知化石燃料中碳总量的两倍。即使是针对某一个国家,其海域水合物资源量也是巨大的。例如,美国海域天然气水合物资源量约有5663 亿立方米,其蕴藏的天然气资源量约有92万亿立方米,可以满足美国未来数百年的需要。
 
三、埋藏浅
 
  与常规石油和天然气比较,天然气水合物矿藏埋藏较浅,有利于商业开发。在深海,水合物矿藏赋存于海底以下0~1500 米的沉积层中,而且多数赋存于自表层向下厚数百米(500~800 米)的沉积层中;在加拿大西北Mackenzie 三角洲永冻土带,水合物矿藏赋存于810.1~1102.3 米处,含天然气水合物地层厚111 米。
 
四、规模大
 
  天然气水合物矿层一般厚数十厘米至数百米,分布面积数万到数十万平方公里,单个海域水合物中天然气的资源量可达数万至数百万亿立方米,规模之大,是其它常规天然气气藏无法比拟的。这里可以略举几个例子。美国东部大陆边缘有一个30 海里×100 海里的布莱克海台,其水合物蕴藏的天然气资源量非常巨大,相当于约180 亿吨油当量,按美国目前年消耗量计算,能够满足美国未来105 年的需要;美国南、北卡罗莱纳州岸外还有两个海域,面积相当于罗得岛州,水合物蕴藏的天然气估计有1300 万亿立方英尺,相当于美国1989 年天然气消耗量的70 倍还多。加拿大Vancouver 岛大陆坡的天然气水合物资源量也十分丰富,其蕴藏的天然气估计约10 万亿立方米,按加拿大目前年消耗量计算,可满足加拿大未来200 年的需要;加拿大西海岸胡安-德夫卡洋中脊陆坡区也蕴藏着丰富的水合物资源,其储量是美国布莱克海台的10 倍。日本静冈县御前崎近海水合物蕴藏的天然气储量达7.4 万亿立方米,可满足日本未来140 年的需要。
 
五、能量密度高
 
  天然气水合物的能量密度极高。在标准状态下,水合物分解后气体体积与水体积之比为164:1,也就是说,一个单位体积的水合物分解至少可释放160 个单位体积的甲烷气体。这样的能量密度是常规天然气的2~5 倍,是煤的10 倍。
 
六、洁净
 
  天然气水合物分解释放后的天然气主要是甲烷,它比常规天然气含有更少的杂质,燃烧后几乎不产生环境污染物质,因而是未来理想的洁净能源。