文档介绍：天然气水合物研究进展
提纲
z 天然气水合物基本特征
z 天然气水合物地质成储条件
z 天然气水合物勘探开发若干指标
z 天然气水合物应用展望
1-1. 水合物成分与结构
天然气水合物,又称甲烷气体水合物
(Methane ggyas hydrate ), 由天然气与水
所组成,呈固体状态,其外貌极像冰
雪或固体酒精,点火即可燃烧,故也
可称为“可燃冰”、“气冰”、“固
体瓦斯”。天然气水合物的结晶格
架主要是由水分子所构成,在不同的
低温高压条件下,水分子子形结晶形成不
同类型的多面体结构,形状像鸡笼,
故有“笼形结构”之称
1-1. 水合物成分与结构
已经发现的天然气水合物结构有三种,即结构 I
型、结构 II 型和结构H型。结构 I 型气水合物 I 型
为立方晶体结构,在自然界分布最为广泛,仅
能容纳甲烷(C1)、乙烷(C2)等小分子的烃
以及N2、CO2、H2S等非烃分子,大约6个水分
子“包嵌”1个气体分子;结构 II 型气水合物为
菱型晶体结构,水分子间的空穴可容纳丙烷
II 型
(C3)及异丁烷(i-C4)等烃类;结构H型气水
合物为六方晶体结构,其大的“笼子”甚止可
以容纳直径超过异丁烷(i-C4)的分子,如i-C5
-。目前 I 、 II 、
H型三种气水合物在自然界均有发现
H 型
1-1. 水合物成分与结构
水合物形成于低温高压地带,具有很
大的能量密度及丰富的储量,清洁,高
效,是潜在而亟待开发利用的新型能源
1-1. 水合物成分与结构
海洋是碳的最
大储库,碳的
循环对烃类资
源的形成和环
境的变化发挥
关键作用
1-2. 水合物形成条件
温压条件
甲烷气体水合物的
形成与稳定性严格
受温度、压力、水、
气组分相互关系的
制约。一般而言,
水合物形成的最佳
温度是O-10℃,压
力则应大于100大气
压(约10MPa)
1-2. 水合物形成条件
物源条件
生物气通常来自气水合物层上下的有机质,通过甲烷菌自生自储的甲烷
储集而成。水合物层的下伏沉积物或沉积岩富含微生物和有机碳时,可通
过二氧化碳(CO2)的还原作用和发酵作用,即:CO2+4H2C→H4+2H2O
和 CH3COOH+4H2→CH4+CO2 生成甲烷。微生物成因甲烷的 R 值(C1
13
与(C2+C3)的比值R)>1 000,δ C值为-90‰--55‰。
热解气甲烷的母质仍为有机质,其形成机理与常规天然气相同。有机质
在岩层深部因热解作用成气后,原地并不具备合成水合物的条件(地温过
高),须迁移至浅部的沉积体系中方可形成天然气水合物。生气带与储冰
带分别处在海底的深部与浅部,垂直距离较远,必须具备良好的输导体系,
保证有充足的流体载体、运移动力以及运移通道。热解气的R 值大于 100,
其甲烷的δ13C 值大于-55‰,与生物气的区分指标较为明显。
1-2. 水合物形成条件
物源条件
生物气
热解气
1-2. 水合物形成条件
物源条件
地层厚度与气体来源