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天然气水合物研究概述 高倩倩 薛 辉 (长安大学地球科学与资源学院 陕西 ·西安 710054) 摘 要 天然气水合物是在低温、高压下形成的类冰状的结晶物质，其广泛分布于青藏高原多年冻土区以及我国南海 广阔的陆坡区，其资源量巨大，是一种潜在的新型能源，但是在勘探开发过程中会产生一系列的气候和环境问题，因此 新的勘探开发技术体系的建立必不可少。 关键词 天然气水合物 资源潜力 分布 危害 中图分类号：TEO1 文献标识码：A 0引言 年来受气候变化的影响，青藏高原的多年冻土正在发生着退 天然气水合物是分布于深海沉积物或陆域永久冻土中， 化，这将会对天然气水合物的分布产生或大或小的影响，这样 由天然气和水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。 势必会产生相应的气候和环境问题。 因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称为 “固体瓦 3南海地区的天然气水合物的研究状况 斯”或者 “可燃冰”和 “气冰”。天然气水合物是一种新的矿产 在海洋中，存在于海底深部的有机质所形成的油气通过 资源，在资源匮乏的今天，有望成为取代油气的新型洁净能源。 海底的断裂和裂隙向浅部运移，当这些天然气被海水中的水 1天然气水合物在中国的分布 分子所包围时，便可以和水在2-5~C的条件下结合形成晶体， 天然气水合物在世界上的资源量巨大，广泛分布于多年 这就形成了海底的天然气水合物。 冻土区，大陆架边缘的深海沉积物和深湖泊沉积物中，大约 在我国南海的广阔的陆坡区，蕴藏着丰富的常规油气资 27％的陆地和90％的海域都有天然气水合物的存在，据估计， 源，表明这一区域有丰富的有机质来源，这就为天然气水合物 天然气水合物有机碳的含量 占全球有机碳的53．3％，是全球已 的形成提供了丰富的气源，再加上晚中新世之后的地质运动 探明的煤、石油、天然气总碳量的2倍以上。 在下伏沉积层中形成许多断裂，有利于下伏沉积层中的有机气 据初步勘探表明，我国是世界上冻土面积第三大国，而青 体沿断裂向上运移，从而为形成天然气水合物提供充足的气源， 藏高原是世界上海拔最高的多年冻土区，可能埋藏着丰富的 构成了以强渗漏模式成藏的必要条件。虽然 目前在我国的南 天然气水合物。此外，在我国东海陆坡、南海北部陆坡、台湾 海海域还没有实际采到天然气水合物的样品，但是结合已有 东北和东南海域、冲绳海槽、东沙和南沙海槽等地域均有天然 的地质、地球物理、地球化学资料，我国南海海域的天然气水 气水合物产出的良好地质条件。 合物前景还是十分乐观的。 2多年冻土区天然气水合物的研究状况 4开发难度 多年冻土区是天然气水合物发育的两个重要地质环境之 天然气水合物在全球的储量巨大，但其开采还是有很大 一 。 决定多年冻土区天然气水合物形成的因素主要有地热梯 的难度的。目前研究的开采方案主要有热解法、降压法、置换 度、气体组分、孔隙流体盐度、孔隙压力等，其中地热梯度和气 法三种，但是在其开采过程中很容易引起泄露，从而导致甲烷 体组分决定了多年冻土区天然气水合物形成的温压条件和储 气体从中分解出来，进入大气层，由于甲烷所造成的温室效应 藏量 。 是二氧化碳的21倍多，这对全球的气候所造成的后果是不可 地热梯度小且厚度大的多年冻土区，其温度和压力条件 忽视的，所 以开采时必须要将 甲烷的泄露得到有效的控制。 就越有利于天然气水合物的形成，形成的天然气水合物的稳 5结论 定带的厚度也比较大。由于多年冻土区的渗透性极低，可视 目前许多科学研究者对天然气水合物的勘探、开发及利 为隔水层，可以很好地阻止下部的游离气体向上迁移和聚集， 用进行了大量的研究，天然气水合物是一种具有巨大潜力的 构成了水合物形成时的良好的圈闭条件