可燃冰是怎么形成的,可燃冰的主要成分是什么

发布时间:2017/5/22 8:53:54

            近日,国家在南海开采可燃冰取得重大突破,这也让更多人了解可燃冰的作用,可燃冰是怎么形成的,可燃冰的主要成分是什么?下面一起来了解下。

【可燃冰是什么】天然气水合物(Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate)是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。

  天然气水合物甲烷含量占80%~99.9%,燃烧污染比煤、石油、天然气都小得多,而且储量丰富,全球储量足够人类使用1000年,因而被各国视为未来石油天然气的替代能源。

  天然气水合物赋存于水深大于100-250米(两极地区)和大于400-650米(赤道地区)的深海海底以下数百米至1000多米的沉积层内,这里的压力和温度条件能使天然气水合物处于稳定的固态[1] 。

  可燃冰分布在哪?

  自 20 世纪 60 年代以来,人们陆续在冻土带和海洋深处发现了一种可以燃烧的“冰”。这种“可燃冰”在地质上称之为天然气水合物。天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。在标准状况下,一单位体积的天然气水合物分解最多可产生164单位体积的甲烷气体。天然气水合物是20世纪科学考察中发现的一种新的矿产资源。

  它是水和天然气在高压和低温条件下混合时产生的一种固态物质,外貌极像冰雪或固体酒精,点火即可燃烧,有“可燃水”、“气冰”、“固体瓦斯”之称,被誉为21世纪具有商业开发前景的战略资源。

  全球天然气水合物的储量是现有天然气、石油储量的两倍,具有广阔的开发前景,美国、日本等国均已经在各自海域发现并开采出天然气水合物,据测算,中国南海天然气水合物的资源量为700亿吨油当量,约相当中国陆上石油、天然气资源量总数的二分之一。世界上海底天然气水合物已发现的主要分布区是大西洋海域的墨西哥湾

  天然气水合物、加勒比海、南美东部陆缘、非洲西部陆缘和美国东海岸外的布莱克海台等,西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千岛海沟、冲绳海槽、日本海、四国海槽、日本南海海槽、苏拉威西海和新西兰北部海域等,东太平洋海域的中美洲海槽、加利福尼亚滨外和秘鲁海槽等,印度洋的阿曼海湾,南极的罗斯海和威德尔海,北极的巴伦支海和波弗特海,以及大陆内的黑海与里海等。天然气水合物在在地球上大约有27%的陆地是可以形成天然气水合物的潜在地区,而在世界大洋水域中约有90%的面积也属这样的潜在区域。已发现的天然气水合物主要存在于北极地区的永久冻土区和世界范围内的海底、陆坡、陆基及海沟中。由于采用的标准不同,不同机构对全世界天然气水合物储量的估计值差别很大。

  发现在一些必要条件下,惟独在极地大陆的沉积岩,其表面温度低于0°C,或是在水深超过300m ,深层水温大约2°C的海洋沉积物底下。大陆区域的蕴藏量已确定位在西伯利亚和阿拉斯加800m深的砂岩和泥岩床中。海生型态的矿床似乎分布于整个大陆棚,且可能出现于沉积物的底下或是沉积物与海水接触的表面。他们甚至可能涵盖更大量的气态甲烷。

  全球蕴藏的常规石油天然气资源消耗巨大,很快就会枯竭。科学家的评价结果表明,仅在海底区域,可燃冰的分布面积就达4000万平方公里,占地球海洋总面积的 1/4。2011年,世界上已发现的可燃冰分布区多达116处,其矿层之厚、规模之大,是常规天然气田无法相比的。

  科学家估计,海底可燃冰的储量至少够人类使用1000年。

  可燃冰是如何形成的?

  目前人类已探明的可燃冰主要分布在海底和永久冻土带,要形成可燃冰必须满足三个基本条件:原材料、温度和压力。

  首先,要有一定数量的天然气这一原材料。

  其次,必须是低温条件,可燃冰在0到10℃时生成,超过20℃就会分解,变得“烟消云散”。因此,无论是在海底还是陆域的永久冻土带都要满足这一条件。

  最后,必须要在高压条件下才能生成。在0℃时,需要30个大气压才可以生成可燃冰。

  中国地质调查局基础部副主任 邱海峻:在神狐海域1200米水深以下,200米左右,只要有合适的低温高压环境,就能形成水合物,而且只要气源比较充足的情况下,就能形成很富集的矿体,这是规律。

  在原材料、温度、压力三者都具备的条件下,可燃冰晶体就生成了。除了海底,科学家在大陆的永久冻土带也发现了可燃冰。我国是世界上第一个在中高纬度高原冻土带钻获可燃冰实物样品的国家。

       可燃冰开采的现状如何?

  目前,30多个国家和地区已经进行“可燃冰”的研究与调查勘探,最近两年开采试验取得较大进展。

  5月18日,国土资源部中国地质调查局宣布,我国正在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功,这也标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。

  其实,可燃冰并非都像冰块一样。在地球上,绝大多数的天然气水合物其实都和泥沙混在一起。此次南海神狐海域试采成功的就是一种泥质粉砂类型矿藏,可以说是未来最具商业价值的一种。

  天然气水合物试采现场总指挥 叶建良:实际上就是接近于黏土,渗透力比较差,对我们开采出气影响是很大的,包括开采出气的强度,还有它的持续性影响很大,所以对工艺要求更高,防沙的要求也更高。

  天然气水合物储量巨大,仅我国海域预测远景资源量就达到800亿吨油当量,世界资源量约为2100万亿立方,可供人类使用1000年。我国在可燃冰研究之初就确立了这一未来发展前景更为广阔的类型。

  国土资源部中国地质调查局副局长 李金发:我们开始就瞄准了资源潜力巨大,具有广泛利用前景的这一个类型。虽然难度很大,但是我们开发成功之后,它的广泛利用更具意义。

  下一步,试开采团队将继续在附近海域再进行二至三个不同矿区和类别的试开采工作。积累更多试开采经验,为在2030年前进行天然气水合物商业开发打下基础。

  国土资源部中国地质调查局副局长 李金发:从目前我们试采的连续性和产气量来看,离商业性开采距离不远了。我相信,在2030年以前,具有最大潜力的天然气水合物资源将会得到商业性开发利用。

       以上就是关于可燃冰是怎么形成的及主要成分,希望对大家了解可燃冰有所帮助。

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