可燃冰是什么东西,中国也有这种冰吗?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-07
中国海域可燃冰试采成功 可燃冰是个什么东西



天然气水合物,又称可燃冰,分布于深海沉积物或陆域永久冻土中,是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质。其燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水,污染比煤、石油、天然气小很多,但能量高于煤、石油、天然气十倍。并且,可燃冰储量巨大,据估计天然气水合物中所含有机碳的总资源量相当于全球已知煤、石油和天然气总量的两倍,被国际公认为石油、天然气的接替能源。
经过10余年技术攻关,科研团队攻克了高海拔和严寒地区施工等多项技术难题,成功研发了国内外首创的具有自主知识产权的水合物冷钻热采关键技术。与国际上通用的“被动式保压保温取样”钻探原理不同,新技术首次提出“主动式降温冷冻取样”原理,发明了钻井泥浆强化制冷方法、水合物孔底快速冷冻取样方法和高温脉冲热激发开采技术,主要技术指标超过国外同类技术。

在海拔4000米的青海省木里盆地,科研团队利用该技术首次钻获了我国陆地天然气水合物实物样品,并成功实现了陆地天然气水合物试开采,打破了国外水合物钻探取样技术的垄断,填补了我国陆域天然气水合物钻采技术的空白。

相信许多喜欢看新闻的朋友都听说过可燃冰 可燃冰是天然气水合物的另一种叫法,可燃冰到底是什么呢?

1.可燃冰是什么?

可燃冰,又称天然气水合物(Gas drates),也有称甲烷水合物(Methane hydrate),是类似于冰的天然气和水的组合体,在自然界中天然形成的,数量巨大。一个可燃冰分子中,其水大约占85%,水分子与甲烷形成结晶的晶体,这种晶体稳定,甲烷分子被水分子包围。水分子形成空腔由甲烷分子充填。在甲烷型可燃冰中,为了保存稳定,这些空腔至少有70%是由甲烷分子所充填。实际上,这个充填率通常高达95%以上。

在海底或者极地地区之下沉积物中发现的甲烷型天然气水合物在高压和低温下是稳定的。几乎没有人看到过固体天然气水合物。不仅是它们位于气候恶劣且人通常难以到达的极地地区,而且还由于它们被取出到地表后很快就融化分解了,分解成液态水和气态甲烷。

下面贴出几张国外发布的相关几张图片,以便大家对可燃冰世界研究与发展进展有个印象,随后进行相关报道。

永久冻土带中天然气水合物稳定区(Source: Courtesy SEG)

海洋中天然气水合物稳定区

目前已知的世界可燃冰分布区


全球可燃冰资源及其分布情况(Source:Johnson, 2011)

天然气水合物研究主要里程碑(from Frozen Heart)

加拿大在北极地区进行生产测试(from Frozen Heart)

2.可燃冰是怎么形成的?

在高压和低温条件下,只要有足够的甲烷和水,就能自然形成可燃冰(甲烷气水合物,以后没有特别指出,可燃冰就是只天然气水合物,天然气水合物就是可燃冰)。甲烷本身是通过埋藏在沉积物中有机碳分解而产生的,这些甲烷会向上运移。在合适的条件下,这些甲烷与水结合,就会形成天然气水合物。

在天然气水合物稳定区(Gas Hydrate Stablity Zone,简写GHSZ),天然气水合物可以自然形成,在那个埋深下,压力和温度条件都是适合天然气水合物形成的。准确的GHSZ在什么地方以及其分布范围则取决于当地的条件。

在北极地区,气候寒冷,具有很厚的永久冻土带(permafrost),典型的GHSZ顶部大概在地表以下300到400米左右,通常出现在永久冻土带的中部区域。在相对厚的永久冻土带地区,GHSZ常常可以延展到永久冻土带基底以下500米以上(图1)。

永久冻土带—永久冻土带背景下天然气水合物稳定区(GHSZ)。压力-温度相边界(理想化的)以绿色曲线显示,当地地温梯度(假设的)是以红色表示的。在永久冻土带,GHSZ一般在埋深100到300米开始,可以延展到永久冻土带以下数百米深(典型的在150到600米深)。来源:Courtesy SEG。

海洋—在海洋沉积物中,GHSZ开始在300到600米以下,可以延展到数百米厚。海洋的GHSZ厚度取决于海底水温(典型的是3~4℃)、盐度、地温梯度和深度。来源:CourtesySEG。

在海洋或者内陆深湖中,300到500米甚至更多深的水下面,压力很高,GHSZ的顶部也可以出现在水柱中,其基底在海底以下也有一定的厚度(图2)。

只有在满足天然气水合物稳定要求的压力与温度的地方,才有可能出现天然气水合物。如果仅压力和温度是觉得因素,那么整个海洋沉积物中将会随处可见天然气水合物。实际上,除了适当的压力与温度条件外,还需要有足够多的水和甲烷。因此,天然气水合物实际上只出现在GHSZ(图3)。

部分天然气水合物研究区域。黄色方块表示历史上重大的天然气水合物研究地点,这些地方在沉积物表面以下50米深度以上采集过天然气水合物。根据遥感卫星研究,已经推测世界其它很多地方都存在天然气水合物。尽管分布广泛,但是天然气水合物还是主要集中在甲烷富集的地方,而这些地方通常是靠近大陆或者在大陆上。(Figure modified from Ruppel et al. 2011).

天然气水合物中甲烷来自于有机物质的分解,死亡植物与动物残留物或者遗体。当微生物消耗有机物质时,同时有作为废弃物排出的甲烷,这些就是生物成因的甲烷(图4)。热演化产生的甲烷来自于地球表面以下很深的部位,那里压力高,温度也高,埋藏的有机物质,不断地生成甲烷以及石油油气等。

墨西哥湾北部海底天然气水合物露头。这个天然气水合物显橘红色,主要是由于少量油的存在。这个天然气水合物露头有粉色的“甲烷冰虫”寄生。这些虫(1997年被发现)一般2~4厘米长,生活在水合物上面,以细菌为生 (Fisheret al., 2000)。

在浅层沉积物中,有机碳通过微生物分解,同时生成甲烷。当埋深达到一定深度时,这些有机碳则通过热分解产生甲烷(图5)。有机碳本身既不是均匀分布,也不是一直分布在同一个地方。例如,在当今,海洋沉积物中的有机碳大约有90%分布在靠近大陆的相对浅水的下面沉积物中(Hedgesand Keil 1995; Buffett and Archer 2004)。

沉积的有机物质演化。沉积的有机物质逐渐被微生物分解,也不断地在热力和压力条件下进行热演化,或者埋藏更深,或者暴露地表进行碳循环。微生物分解产生的甲烷(也称为“生物成因”)和热演化分解产生的甲烷,通过覆盖的沉积物与流体一起缓慢地运移,或者沿着断层或其它渗透途径快速运移。随着甲烷饱和度增加和温度下降,过量的甲烷(达到饱和后无法溶解的甲烷)在天然气水合物稳定基底(BGHS)之下形成气泡。在BGHS之上,过量的甲烷通常形成甲烷水合物(天然气水合物),但是也有形成气泡的。



可燃冰的主要成分是甲烷分子,能够用火来燃烧,比传统的煤和石油释放出的能量要多的多。中国也有这种冰。

可燃冰是固态氢气,氢气本就是可以燃烧的气体,固态氢气是因为达到氢气的固点使它成为冰状的固体,被称为可燃冰,多分布在两极地区。我国很少发现。

可燃冰是乙烷在高压下凝固而成的冰状物体,中国是可燃冰非常丰富的一个国家。



  • 中国成功在海上试采可燃冰,可燃冰是什么,可燃冰将
    答:就是甲烷和水的结晶体
  • 科普:可燃冰是什么?中国成
    答:可燃冰 天然气水合物(,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...
  • 可燃冰是天然产物吗,中国有多少可燃冰?
    答:也容易破坏管道,同时中国的可燃冰水深大、储层埋层浅,施工难度更大.我们的突破,对于全世界而言更具有可参考和借鉴的价值中国目前已探明的可燃冰资源有超过1000亿吨石油当量,8成在海洋上,而南海的藏量则占了7成.中国这次成功试采可燃冰后,下一步将扩大试采的范围,以及为商业开采技术验证,在10年左右...
  • 可燃冰是混合物吗
    答:天然气水合物分布于深海或陆域永久冻土中,其燃烧后仅生成少量的二氧化碳和水,污染远小于煤、石油等,且储量巨大,因此被国际公认为石油等的接替能源。可燃冰不是冰,而是一种自然存在的微观结构为笼型的化合物,可燃冰是其俗称,其外观结构看起来像冰且遇火即可燃烧,因此这种天然气水合物又被称为固体...
  • 我国大肆开采的可燃冰,在将来会应用于哪些方面?
    答:随着人类工业的发展,人们对资源的需求也越来越大,在频繁的开采下,地球的资源也面临被开采殆尽的境地。就在这个时候,人们在深海中发现了一个叫作可燃冰的物质,它看起和冰非常像,其实它是甲烷和水的混合物,在空气中它就可以燃烧。可燃冰的产生是由于深海里的细菌分解有机物时产生甲烷,这些甲烷在...
  • 我国可燃冰分布在哪里?
    答:一、可燃冰在海中的分布 在我国广袤的海洋中,埋藏着数量巨大的可燃冰。根据已有勘探资料判断,我国海洋可燃冰资源不但非常丰富,而且分布范围非常广泛。我国南海蕴藏着极其丰富的可燃冰。据中国南海研究院院长吴士存博士计算,从目前地质构造条件看,南海可燃冰储量大约在700亿吨左右。南海陆坡和陆隆区应有丰富的...
  • 据说比石油、天然气更有前途的可燃冰,究竟是何物?
    答:这是什么资源?这种资源被称为易燃冰,顾名思义可以燃烧冰,冰可以烧毁!这是颠覆人们的认知,那么燃烧是什么?这笔资源有哪些好处?我国的燃烧冰储存多少钱?202年3月27日,我国与伊朗签署了25年的合作协议。中国将成为伊朗石油最大的进口国,但石油的资源没有耗尽,取之不尽取之不尽。所以我们需要...
  • 可燃冰是什么东西???在什么地方有??大神们帮帮忙
    答:在南海北部有 是一种深海沉积物,放入水中会产生大量气泡
  • 中国海底有哪些超级能源,清洁度相当高?
    答:中国海底有可燃冰这种超级能源,清洁度相当的高。世界资源当中石油可以说是一个国家的命脉,每个国家都会花大量的金钱从石油产地去进行进口,但是可燃冰的发现减轻了我国对资源的需求,所谓的天然冰就是一种燃气和水的混合物,它是海里面的沉积物,在一定的条件下形成冰块,所以看上去是冰,但是却能够燃烧...
  • 中国海域可燃冰试采成功 可燃冰是个什么东西
    答:。天然气水合物,又称可燃冰,分布于深海沉积物或陆域永久冻土中,是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质。其燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水,污染比煤、石油、天然气小很多,但能量高于煤、石油、天然气十倍。并且,可燃冰储量巨大,据估计天然气水合物中所含有机碳的总资源量相当...