天然气水合物又称“可燃冰”,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”。
其资源密度高,全球分布广泛,具有极高的资源价值,因而成为油气工业界长期研究热点。自上世纪60年代起,以美国、日本、德国、我国、韩国、印度为代表的一些国家都制订了天然气水合物勘探开发研究计划。
2013年6月至9月,在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度天然气水合物样品,并通过钻探获得可观的控制储量
可燃冰是晶体还是非晶体
天然气水合物又称“可燃冰”,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”。其资源密度高,全球分布广泛,具有极高的资源价值,因而成为油气工业界长期研究热点。自上世纪60年代起,以美国、日本、德国、我国、韩国、印度为代表的一些国家都制订了天然气水合物勘探开发研究计划。
2013年6月至9月,在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度天然气水合物样品,并通过钻探获得可观的控制储量
可燃冰是何种物质?
其化学式为CH4·8H2O“可燃冰”是未来洁净的新能源。它的主要成分是甲烷分子与水分子。它的形成与海底石油、天然气的形成过程相仿,而且密切相关。埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中,厌气性细菌把有机质分解,最后形成石油和天然气(石油气)。其中许多天然气又被包进水分子中,在海底的低温与压力下又形成“可燃冰”。这是因为天然气有个特殊性能,它和水可以在温度2~5摄氏度内结晶,这个结晶就是“可燃冰”。因为主要成分是甲烷,因此也常称为“甲烷水合物”。在常温常压下它会分解成水与甲烷,“可燃冰”可以看成是高度压缩的固态天然气。“可燃冰”外表上看它像冰霜,从微观上看其分子结构就像一个一个“笼子”,由若干水分子组成一个笼子,每个笼子里“关”一个气体分子。目前,可燃冰主要分布在东、西太平洋和大西洋西部边缘,是一种极具发展潜力的新能源,但由于开采困难,海底可燃冰至今仍原封不动地保存在海底和永久冻土层内。
可燃冰是什么 化学性质是什么?物理?
可燃冰是一种混合物
,主要成分是
甲烷
的
水合
结晶体
天然气
水合物
,也称气体水合物(gas
hydrate),是由天然气与水
分子
在高压(>100大气压或>10MPa)和低温(0~10℃)条件下合成的一种
固态
结晶物质。因天然气中80%~90%的成分是甲烷,故也有人叫天然气水合物为甲烷水合物(methane
hydrate或methane
gas
hydrate)。天然气水合物多呈白色或
浅灰色
晶体,外貌类似冰雪,可以象酒精块一样被点燃,故也有人叫它“可燃冰”。从化学结构来看,天然气水合物是这样构成的:由水分子搭成象笼子一样的
多面体
格架
,以甲烷为主的
气体
分子被包含在笼子格架中。不同的温压条件,具有不同的多面体格架。
从物理性质来看(表1),天然气水合物的
密度
接近并稍低于冰的密度,剪切
系数
、电介
常数
和
热传导
率均低于冰。天然气水合物的
声波
传播速度
明显高于
含气
沉积物
和
饱和水
沉积物,
中子孔隙度
低于饱和水沉积物,这些
差别
是物探方法识别天然气水合物的理论基础。此外,天然气水合物的
毛细管
孔隙压力
较高。
天然气水合物的物理性质及与其它物质的比较
参数
纯水合物
含水合物沉积物
含气沉积物
饱和水沉积物
冰
声波Vp(km/Sec)
3.25~3.6
2.05~4.5
0.06~1.45
1.6~2.5
3.8
声波Vs(km/Sec)
1.6
0.14~1.56
0.38~0.39
Vp/
Vs(0℃)
1.95
1.88
密度(g/cm3)
0.912
1.15~2.4
1.26~2.42平均1.75
0.916
中子孔隙度(石灰岩单位%)
50~60
70
体积模量(-1℃)
5.6
8.8
剪切系数(-1
℃)
2.4
3.9
柏松比
0.33
0.33
电阻率(Ω·M)
1.75
1~3
电介常数(0
℃)
56
94
热传导率(-10
℃,W/m·K)
0.49±0.02
2.23