天然气水合物——二十一世纪的新能源.pdfVIP

维普资讯 l998年 海洋地质动态 第l2期总【第193期) p 嘲 。 一 天然气水合物 二十一世纪的新能源 地矿部海洋地质研究所 孙 萍 摘 要 天然气水舍物因其蕴含的巨大甲烷量，被认为是2l世纪最具开发前景的能 源，从而引起了世界各海洋国家的高度重视。本文综合了各国近年的研究成果，概述了天然 尽管天然气水合物概念的提出仅20多 上是一种水包气的笼形物，其中的水结晶成 年，但通过美国、俄罗斯、日本、印度、加拿 等轴晶系，而不是象冰那样的六方晶系。由 大、法国等国多年的调查，初步认为地球上 水分子形成刚性笼架品格，每个笼架晶格中 27％的陆地和90％的海域均具备天然气水 均包括一个主要为甲烷的气体分子。目前 合物生成的条件。特别是 1995年 1l～l2 在 自然界已知至少有 3种天然气水合物的 月，ODP164航次在大西洋西部的布莱克海 同质多象变体．通常见有结构I和结构 Ⅱ两 岭组织了专门的天然气水合物调查，完成了 种等轴晶格结构，其中结构 I最为常见。结 一 系列深海钻孔，尽管其它钻孔以前也曾钻 构I为细菌甲烷水合物构成，笼架晶格以各 遇过天然气水合物，但这次是 ODP唯一的 自的笼架体心堆砌排列，笼架晶格之大足以 一 次专门用于天然气水合物研究的航次，获 包容甲烷、乙烷以及 G 、H2S等分子值与 得了关键的现场资料，这些资料首次证明天 之相似的气体分子。结构 Ⅱ和结构 H复杂 然气水合物矿藏具有商业开发的可能性，从 的热成困气水合物构成，含有与地下深处烃 而引起了世界各国的极大关注，展现了其开 类系统中渗漏的油气有直接关系的各种热 发利用的巨大潜力。 成因烃和CO_z。结构 Ⅱ的笼架晶格更大，不 仅能包容甲烷等气体分子，而且也能包容象 1 天然气水合物特征 丙烷、异丁烷这样大的气体分子。 从结晶化学上说，天然气水合物就是甲 烷与水的笼形结构物，其所含的甲烷受结构 1．1 结构特征 中甲烷分子与水分子关系的控制，理论上一 天然气水合物是甲烷等气体和水分子 个饱和的天然气水合物分子结构内，甲烷与 组成的类似冰状的固态物质，其分子式为 水的克分子比为 1：6，换算为标准温压下的 M H2O，其中M是以甲烷气体为主的气体 体积比是 164：l，也就是说在标准温压下， 分子数，n为水分子数。天然气水合物实质 孙 萍．1964年 12月生，硕士．助理研究员．石油地质与海洋地质专业。 维普资讯 海洋地质动态 1998《 ]m3气水合物可含 164m3甲烷气和 0．8m3 1．3 天然气水舍物的分布 的水。可见其蕴藏的甲烷气资源量十分巨 天然气水合物广泛分布于深海沉积物 大。