可燃冰的開發(fā)和利用現(xiàn)狀-徐純燕課件.ppt

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1、可燃冰的開發(fā)和利用現(xiàn)狀徐純燕2011.6.27內(nèi)容一、可燃冰簡介二、可燃冰研究開發(fā)現(xiàn)狀三、可燃冰開采四、深海超臨界水氧化可燃冰發(fā)電一、可燃冰簡介可燃冰被稱之為“天然氣水合物”或者“氣水合物”。它是水和天然氣在高壓和低溫條件下混合產(chǎn)生的一種固態(tài)物質(zhì)，是一種類冰、籠形結晶化合物。外貌極像冰雪或固體酒精，點火即可燃燒?？扇急臒崃亢芨?，l立方米的可燃冰可以釋放出164立方米的天然氣。據(jù)估算，可燃冰所含的有機碳總量相當于全球已知煤、石油和天然氣的2倍。可燃冰的另外一個好處是經(jīng)過燃燒后，僅會生成少量的二氧化碳和水，而不像其他常規(guī)化石能源一樣還會生成其他氧化物污染?？扇急鶎?/p>

2、質(zhì)上是一種水包氣的籠狀物，其中的水構成了鳥籠狀的立方體的籠架—呈三維鳥籠狀網(wǎng)形結構，在籠架的中心，有足夠的空間，可容納天然氣的分子除甲烷外，生成天然氣水合物的氣體還有乙烷、丙烷、丁烷、CO2、H2S等常見的天然氣組分。只有細小的分子才能形成水合物，大于丁烷分子的氣體分子一般不會形成水合物天然氣水合物中的水分子與烴類分子之間無化合鍵或離子鍵連接，僅有范德華力，因此極易分解或分離1.1可燃冰的性質(zhì)H2OCH4對甲烷水合物，l立方米的可燃冰可以釋放出164立方米的甲烷氣體和0.8立方米淡水，據(jù)此可估算出晶體中水與甲烷的分子比為7～9:1，化合物的極限式是8X·46H2

3、O現(xiàn)已證實分子結構式為CH4·8H2O燃燒反應式為CH4·8H2O+2O2→CO2+10H2O1.1可燃冰的性質(zhì)1.1可燃冰的性質(zhì)在自然界發(fā)現(xiàn)的天然氣水合物多為白色、淡黃色、琥珀色等顏色，呈軸狀、層狀、小針狀結晶體或分散狀天然氣水合物具有多孔性，硬度和剪切模量小于冰，密度與冰的密度大致相同，熱導率和電阻率遠小于冰，可在0℃以上生成，超過20℃便會分解我國海域“可燃冰”甲烷純度高，含量在99%左右，樣品呈團塊狀或細紋狀，在海面之下1000多米深、從海底往下200多米深的地層中，其氣源主要來自海底天然氣礦床陸域“可燃冰”甲烷含量達70%多，純度不一，樣品呈薄層狀賦存

4、于泥質(zhì)粉砂巖、細砂巖、泥巖的裂隙面上，主要成分為甲烷，還含有乙烷、丙烷等，氣源成因與上覆或下伏的煤炭資源有關，是青藏高原長期演化過程的產(chǎn)物，應屬于化石能源其他國家海域“可燃冰”甲烷純度一般都是在70%~80%1.1可燃冰的性質(zhì)低溫(0～10℃)高壓(>10MPa或水深300m及更深)充足的氣源在某些陸地永久凍土區(qū)具備形成條件和保持穩(wěn)定的固體狀態(tài)的低溫高壓環(huán)境在海洋深層300～500m的沉積物中也具備這樣的低溫高壓條件1.2可燃冰的形成的三個基本條件來源于海底細菌海底動植物殘骸腐爛細菌排出甲烷高壓和低溫條件下甲烷氣體被鎖進水合物中海洋板塊活動海底地殼下沉海底石油和

5、天然氣隨板塊的邊緣涌上表面接觸到冰冷的海水和在深海壓力下天然氣與海水產(chǎn)生化學作用1.3可燃冰的成因及存儲1.海洋型海洋型海洋“可燃冰”通常賦存于新生代欠固結巖石或沉積物中，在砂巖和粉砂巖中以細粒浸染狀分布于孔隙中或以網(wǎng)狀充填裂隙中；若在未成巖的沉積物中通常呈團塊狀、絮狀、薄層狀和透鏡狀，故含氣整體性較差，但在砂巖儲集層中含氣整體性較好，海洋可燃冰在上新世地層中發(fā)現(xiàn)較多目前海洋中發(fā)現(xiàn)的可燃冰數(shù)量與規(guī)模比陸地上大，主要分布在東、西太平洋邊緣和西大西洋邊緣。此外，東大西洋邊緣和印度洋也有少量發(fā)現(xiàn)，中、北美洲沿岸發(fā)現(xiàn)最多世界海洋陸坡面積的90%具備埋藏可燃冰的條件，海底

6、可燃冰分布的范圍約占海洋總面積的10%，相當于4000萬km2，是迄今為止海底最具價值的礦產(chǎn)資源，足夠人類使用l000年1.3可燃冰的成因及存儲凍土型陸地上的“可燃冰”分布于永久凍土帶其成礦機理為：煤層氣向上溢散，遇到上面凍土層的覆蓋，煤層氣和水在低溫、高壓的條件下形成“可燃冰”，其組分除了甲烷，還有少量乙烷、丙烷等氣體。陸地上發(fā)現(xiàn)的可燃冰氣藏與常規(guī)氣藏賦存形式相同，都在沉積巖層中，因此，和常規(guī)氣層開發(fā)基本相同陸上可燃冰氣藏與海洋可燃冰氣藏相比，氣層厚度相對較大，并且均發(fā)現(xiàn)在含油氣盆地中，且氣藏屬于“下生上儲”型，氣源是來自下伏地層中的常規(guī)氣藏的熱解氣1.3可燃

7、冰的成因及存儲凍土型我國是世界上第三凍土大國，凍土區(qū)總面積達215萬km2，具備良好的天然氣水合物賦存條件和資源前景。遠景資源量至少有350億t當量油，可供中國使用近90年，而青海省的儲量約占其中的1/4。青海木里是我國陸域“可燃冰”的首個“現(xiàn)身地”，一方面，青海有面積廣、厚度較大的凍土帶資源，為“可燃冰”的存在提供了地質(zhì)條件。另一方面，青海木里有豐富的煤炭資源，為“可燃冰”的形成提供了可能的資源條件1.3可燃冰的成因及存儲可燃冰勘查的技術手段地震探測海底熱流探測電磁探測流體地球化學探測海底微地貌勘查海底電視攝像探測1.4可燃冰勘察方法海底取樣深海鉆探二、可燃冰

8、研究開發(fā)現(xiàn)狀早在20世紀