可燃冰的开发和利用现状-徐纯燕课件.ppt

可燃冰的开发和利用现状-徐纯燕课件.ppt

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1、可燃冰的开发和利用现状徐纯燕2011.6.27内容一、可燃冰简介二、可燃冰研究开发现状三、可燃冰开采四、深海超临界水氧化可燃冰发电一、可燃冰简介可燃冰被称之为“天然气水合物”或者“气水合物”。它是水和天然气在高压和低温条件下混合产生的一种固态物质,是一种类冰、笼形结晶化合物。外貌极像冰雪或固体酒精,点火即可燃烧。可燃冰的热量很高,l立方米的可燃冰可以释放出164立方米的天然气。据估算,可燃冰所含的有机碳总量相当于全球已知煤、石油和天然气的2倍。可燃冰的另外一个好处是经过燃烧后,仅会生成少量的二氧化碳和水,而不像其他常规化石能源一样还会生成其他氧化物污染。可燃冰实

2、质上是一种水包气的笼状物,其中的水构成了鸟笼状的立方体的笼架—呈三维鸟笼状网形结构,在笼架的中心,有足够的空间,可容纳天然气的分子除甲烷外,生成天然气水合物的气体还有乙烷、丙烷、丁烷、CO2、H2S等常见的天然气组分。只有细小的分子才能形成水合物,大于丁烷分子的气体分子一般不会形成水合物天然气水合物中的水分子与烃类分子之间无化合键或离子键连接,仅有范德华力,因此极易分解或分离1.1可燃冰的性质H2OCH4对甲烷水合物,l立方米的可燃冰可以释放出164立方米的甲烷气体和0.8立方米淡水,据此可估算出晶体中水与甲烷的分子比为7~9:1,化合物的极限式是8X·46H2

3、O现已证实分子结构式为CH4·8H2O燃烧反应式为CH4·8H2O+2O2→CO2+10H2O1.1可燃冰的性质1.1可燃冰的性质在自然界发现的天然气水合物多为白色、淡黄色、琥珀色等颜色,呈轴状、层状、小针状结晶体或分散状天然气水合物具有多孔性,硬度和剪切模量小于冰,密度与冰的密度大致相同,热导率和电阻率远小于冰,可在0℃以上生成,超过20℃便会分解我国海域“可燃冰”甲烷纯度高,含量在99%左右,样品呈团块状或细纹状,在海面之下1000多米深、从海底往下200多米深的地层中,其气源主要来自海底天然气矿床陆域“可燃冰”甲烷含量达70%多,纯度不一,样品呈薄层状赋存

4、于泥质粉砂岩、细砂岩、泥岩的裂隙面上,主要成分为甲烷,还含有乙烷、丙烷等,气源成因与上覆或下伏的煤炭资源有关,是青藏高原长期演化过程的产物,应属于化石能源其他国家海域“可燃冰”甲烷纯度一般都是在70%~80%1.1可燃冰的性质低温(0~10℃)高压(>10MPa或水深300m及更深)充足的气源在某些陆地永久冻土区具备形成条件和保持稳定的固体状态的低温高压环境在海洋深层300~500m的沉积物中也具备这样的低温高压条件1.2可燃冰的形成的三个基本条件来源于海底细菌海底动植物残骸腐烂细菌排出甲烷高压和低温条件下甲烷气体被锁进水合物中海洋板块活动海底地壳下沉海底石油和

5、天然气随板块的边缘涌上表面接触到冰冷的海水和在深海压力下天然气与海水产生化学作用1.3可燃冰的成因及存储1.海洋型海洋型海洋“可燃冰”通常赋存于新生代欠固结岩石或沉积物中,在砂岩和粉砂岩中以细粒浸染状分布于孔隙中或以网状充填裂隙中;若在未成岩的沉积物中通常呈团块状、絮状、薄层状和透镜状,故含气整体性较差,但在砂岩储集层中含气整体性较好,海洋可燃冰在上新世地层中发现较多目前海洋中发现的可燃冰数量与规模比陆地上大,主要分布在东、西太平洋边缘和西大西洋边缘。此外,东大西洋边缘和印度洋也有少量发现,中、北美洲沿岸发现最多世界海洋陆坡面积的90%具备埋藏可燃冰的条件,海底

6、可燃冰分布的范围约占海洋总面积的10%,相当于4000万km2,是迄今为止海底最具价值的矿产资源,足够人类使用l000年1.3可燃冰的成因及存储冻土型陆地上的“可燃冰”分布于永久冻土带其成矿机理为:煤层气向上溢散,遇到上面冻土层的覆盖,煤层气和水在低温、高压的条件下形成“可燃冰”,其组分除了甲烷,还有少量乙烷、丙烷等气体。陆地上发现的可燃冰气藏与常规气藏赋存形式相同,都在沉积岩层中,因此,和常规气层开发基本相同陆上可燃冰气藏与海洋可燃冰气藏相比,气层厚度相对较大,并且均发现在含油气盆地中,且气藏属于“下生上储”型,气源是来自下伏地层中的常规气藏的热解气1.3可燃

7、冰的成因及存储冻土型我国是世界上第三冻土大国,冻土区总面积达215万km2,具备良好的天然气水合物赋存条件和资源前景。远景资源量至少有350亿t当量油,可供中国使用近90年,而青海省的储量约占其中的1/4。青海木里是我国陆域“可燃冰”的首个“现身地”,一方面,青海有面积广、厚度较大的冻土带资源,为“可燃冰”的存在提供了地质条件。另一方面,青海木里有丰富的煤炭资源,为“可燃冰”的形成提供了可能的资源条件1.3可燃冰的成因及存储可燃冰勘查的技术手段地震探测海底热流探测电磁探测流体地球化学探测海底微地貌勘查海底电视摄像探测1.4可燃冰勘察方法海底取样深海钻探二、可燃冰

8、研究开发现状早在20世纪

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