[科普中國]-俘獲芳心！中國可燃冰試采成功

中國首次海域天然氣水合物（可燃冰）試采成功。 可燃冰？這是什么“神奇寶貝”？冰遇火不是就融化了嗎？怎么還會燃燒呢？海里是如何形成這個東西的？儲量竟然比堪稱“黃金”的石油還多，咱們?nèi)ラ_發(fā)，不就發(fā)大財了？

小科普：可燃冰，即天然氣水合物（natural gas hydrate），是在一定條件下由輕烴、二氧化碳及硫化氫等小分子氣體與水相互作用形成的固態(tài)結(jié)晶物質(zhì)，呈白色或淺灰色晶體，外貌類似冰雪，還可親切地稱呼它為“固體瓦斯”或“氣冰”。

繼石油和天然氣之后的“新寵兒”

可燃冰分布于深海沉積物或陸域永久凍土中，是由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì)，燃燒后僅會生成少量的二氧化碳和水，污染比煤、石油、天然氣小很多，但能量高出十倍。并且，可燃冰儲量巨大，所含有機碳資源總量相當(dāng)于全球已知煤、石油和天然氣總量的兩倍，被國際公認(rèn)為石油、天然氣的接替能源。

“可燃冰”這個冰清玉潔的“小仙女”是怎么養(yǎng)成的？總的來說，就是“燙不得”，海底溫度2~4℃最舒適，高于20℃就會分解；“壓得了”壓力要足夠大，壓力越大越穩(wěn)定，在0℃時，需要30個大氣壓即可；“不能沒有人生旅途中的另一半——甲烷氣源”，沒有氣，她就只能形成普通冰了，不再是可以燃燒的“可燃冰”。

“我”在全世界等候你

目前在全球79個地區(qū)直接或者間接地發(fā)現(xiàn)了可燃冰的存在，主要分布于世界各大洋邊緣海域的大陸坡、陸隆(深水海臺)和盆地，以及一些內(nèi)陸海?？傮w上看，“可燃冰”主要還是分布在北半球，且以太平洋邊緣海域最多，其次是大西洋。陸上寒冷永凍土中的天然氣水合物主要分布在西伯利亞、阿拉斯加和加拿大以及青藏高原等地區(qū)。

中國是“我”溫暖的小窩

我國可燃冰的儲量豐富，其中主要分布在南海海域、東海海域、青藏高原凍土帶及東北凍土帶，位于我國南海北坡的海域是可燃冰富集區(qū)，預(yù)測儲量約194億立方米！

你有百般方法獲得“我”芳心

如何開發(fā)可燃冰？如何讓她發(fā)光發(fā)熱，帶來我們需要的水？你追她的方法不止一種，下面我們簡單介紹幾種“撩她”的方法。

“送溫暖”——熱激發(fā)開采法

熱激發(fā)開采法是直接對天然氣水合物層進(jìn)行加熱，使天然氣水合物層的溫度超過其平衡溫度，從而促使天然氣水合物分解為水與天然氣的開采方法。這種方法經(jīng)歷了直接向天然氣水合物層中注入熱流體加熱、火驅(qū)法加熱、井下電磁加熱以及微波加熱等發(fā)展歷程。熱激發(fā)開采法可實現(xiàn)循環(huán)注熱，且作用方式較快。加熱方式的不斷改進(jìn)，促進(jìn)了熱激發(fā)開采法的發(fā)展。

熱激發(fā)開采法

“放我自由”——減壓開采法

通過降低壓力促使天然氣水合物分解。減壓途徑主要有兩種：①采用低密度泥漿鉆井達(dá)到減壓目的；②當(dāng)天然氣水合物層下方存在游離氣或其他流體時，通過泵出天然氣水合物層下方的游離氣或其他流體來降低天然氣水合物層的壓力。

減壓開采法

“把你的愛注入我心”——化學(xué)試劑注入開采法

通過向天然氣水合物層中注入某些化學(xué)試劑，如鹽水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等，破壞天然氣水合物藏的相平衡條件，促使天然氣水合物分解。

化學(xué)試劑注入開采法

“人工呼吸”——CO2置換開采法

依據(jù)是天然氣水合物穩(wěn)定帶的壓力條件。在一定的溫度條件下，天然氣水合物保持穩(wěn)定需要的壓力比CO2水合物更高。因此在某一特定的壓力范圍內(nèi)，天然氣水合物會分解，而CO2水合物則易于形成并保持穩(wěn)定。如果此時向天然氣水合物藏內(nèi)注入CO2氣體，CO2氣體就可能與天然氣水合物分解出的水生成CO2水合物。

CO2置換開采法

“帶我走”——固體開采法

固體開采法最初是直接采集海底固態(tài)天然氣水合物，將天然氣水合物拖至淺水區(qū)進(jìn)行控制性分解。這種方法進(jìn)而演化為混合開采法或稱礦泥漿開采法。首先促使天然氣水合物在原地分解為氣液混合相，采集混有氣、液、固體水合物的混合泥漿，然后將這種混合泥漿導(dǎo)入海面作業(yè)船或生產(chǎn)平臺進(jìn)行處理，促使天然氣水合物徹底分解，從而獲取天然氣。

固體開采法