第一篇：天然氣水合物論文

淺析天然氣水合物

油氣儲運09-1

杜小均

2009440128

序號：2 摘要：本文分別介紹了天然氣水合物作為能源的重要意義以及存在的開采技術問題，以及天然氣水合物生成和分解可能造成的危害以及防止危害發生的措施。關鍵詞：天然氣水合物

生成意義

危害

天然氣水合物是在一定溫度和壓力條件下，含水天然氣生成的水與烴類氣體的結晶體，外表類似致密的雪，是一種籠形晶狀包絡物，義稱“可燃冰”。

形成天然氣水合物的條件；（1）必要條件：氣體處于水汽的飽和或則過飽和狀態并存在游離水。有足夠高的壓力和足夠低的溫度。（2）輔助條件：壓力的脈動，氣體的高速流動，因流向突變產生的攪動，水合物的晶種的存在及晶種停留在特定物理位置如彎頭，孔板，閥門等。1天然氣水合物作為能源的重要意義

天然氣水合物是全球第二大碳儲庫，僅次于碳酸鹽巖，其蘊藏的天然氣資源潛力巨大。據保守估算，1立方米可燃冰可轉化為164立方米的天然氣和0.8立方米的。燃燒后只生成水和二氧化碳，對環境污染小。據專家估計，全世界石油總儲量在2700億噸到6500億噸之間。按照目前的消耗速度，再有50-60年，全世界的石油資源將消耗殆盡。海底可燃冰分布的范圍約4000萬立方米，占海洋總面積的10%，據保守統計，全世界海底天然氣水合物中儲存的甲烷總量約為1.8億億立方米，約合1.1億萬噸。海底可燃冰的儲量可夠人類使用1000年。

作為新型的高效清潔能源，天然氣水合物具有廣闊的開發前景，據估計，目前至少有30多個國家和地區針對天然氣水合物進行了調查和研究，有相當的投入且取得了重大的發現。1960年，前蘇聯在西伯利亞發現了第一個可燃冰氣藏，并于1969年投入開發，采氣14年，總采氣50.17億立方米。美國于1969年開始實施可燃冰調查。1998年，把可燃冰作為國家發展的戰略能源列入國家級長遠計劃，計劃到2015年進行商業性試開采。日本關注可燃冰是在1992年，目前，已基本完成周邊海域的可燃冰調查與評價，鉆探了7口探井，圈定了12塊礦集區，并成功取得可燃冰樣本。它的目標是在2012年進行商業性試開采。加拿大、印度、韓國、挪威也各自制定了研究計劃。“可燃冰”的取樣和探礦上，我國從1999年起開始實質性的調查和研究，雖比美、日等國起步晚、水平低，但近年來基礎研究進步很快，我國已在南海北部陸坡、南沙海槽和東海陸坡等地發現“可燃冰”存在的證據。發改委的報告稱，目前僅在南海北部估計的“可燃冰”儲量，就相當于中國陸上石油總量的50%左右，預計可在2010~2015年試開采。2開采天然氣水合物存在的問題

眾多的優點和巨大的儲量，讓人們對“可燃冰”的應用前景充滿期待，但從目前的情況看，實現“可燃冰”的商業開發，最少要解決兩個瓶頸問題。

一是技術關。開采“可燃冰”最大的難點是保證井底穩定和甲烷氣不泄漏、不引發溫室效應。天然“可燃冰”呈固態埋藏于海底的巖石中，不管是勘探還是開發，最終都需要通過鉆探來實現目標，一方面需要深水作業，對技術要求很高，另一方面，“可燃冰”遇減壓便會迅速分解，如果處理不當，或者“可燃冰”礦藏受到破壞，都會導致甲烷氣體的大量泄漏，加劇全球溫室效應。此外，海底開采還可能破壞地殼穩定和平衡，造成大陸架邊緣動蕩而引發海底塌方，甚至導致海嘯。

目前世界上許多國家都在研究開采方法。科學家們提出的開采方案主要有三種。第一種是熱解法，使其由固態分解出甲烷蒸汽，但如何布設管道并高效收集是難以解決的問題。第二種是降壓法，利用核輻射效應使其分解，但也面臨著布設管道和收集的難題。第三種是置換法，設想將二氧化碳液化注入“天燃冰”儲層，用二氧化碳將甲烷分子置換出來。

二是成本關。美國和日本的研究表明，目前“可燃冰”開采成本高達200美元/立方米，按照每立方米“可燃冰”釋放的能量相當于180立方米天然氣計算，折合成本達到每立方米1美元以上，而國內天然氣的開采成本不到其八分之一。“可燃冰”成本居高不下的原因，首先是勘探規模太小，其次是勘探費用高。

由此看來天然氣水合物被真正的廣泛利用還需要一定的時間。3天然氣水合物的危害

天然氣水合物產生和分解都有可能產生災害，主要有以下三種災害；（1）油氣管道堵塞

天然氣水合物一旦形成后，它與金屬結合牢固，會減少管道的流通面積，產生節流加速水合物的進一步形成，進而造成管道，閥門和一些設備的堵塞，嚴重影響管道的安全運行。我國某長距離輸送管道，在多次投產后出現多系水合物的堵塞，造成很大的經濟損失。（2）海底滑坡

在海底，天然氣水合物是及其脆弱的，輕微的溫度增加或壓力釋放都有可能使它失穩而產生分解，從而影響海底沉積物的穩定性，甚至導致海底滑坡（3）海水毒化

一旦海底天然氣水合物因突發因素而失穩分解，大量的甲烷氣體將進入海水，結果是海水被還原，造成缺氧環境，進而引起海洋生物大量死亡，甚至導致生物 事件發生。地史上不排除這種可能性。4預防天然氣危害的措施

油氣管道堵塞防治：① 天然氣進入輸氣管道之前應進行充分脫水，使天然氣水露點低于管線周圍介質最低溫度5～7℃，這是預防形成水合物及冰堵的根本方法。② 天然氣進入輸氣管道時應進行必要的監督、檢測，由供氣方定期提供氣質化驗單(內容有天然氣露點、水分、天然氣成分等)，防止水及污物的進入。③ 向輸氣管道中添加化學反應劑，吸收天然氣的水分，降低天然氣的水露點。④ 在輸氣管道的天然氣入口處應安裝除液器，并適當縮短除液器、分離器排水、排污周期。⑤ 場站的調壓閥、分離器、除液器等易產生冰堵部位加電伴熱或水加熱。

從以上兩個方面可以看出天然氣水合物的發現給人類帶來新的希望，具有重要的戰略意義，但是同時天然氣水合物的形成和分解又會造成很大的災難。所以我們在開發利用的同時也應高提高技術防止水合物在管道中形成以及在海底中不被破壞。參考文獻：

梁平王天祥 天然氣集輸技術 石油工業出版社 2008年 樊栓獅 天然氣水合物儲存與運輸技術 化學工業出版社 2004年 金慶煥 張光學 楊木壯 天然氣水合物資源概論 科學出版社 2006年 劉鵬 關于天然氣水合物開采引發的海底滑坡的思考 《科協論壇（下半月）2010

年05期

第二篇：天然氣水合物的研究與開發論文

作者: 金翔龍.方銀霞(國家海洋局海底科學重點實驗室)收錄來源: 中國新能源網

【摘要】人類的生存發展離不開能源。當人類學會使用第一個火種時便開始了能源應用的漫長歷史。幾千年來，人類所使用的能源已經歷了三代，正在向第四代能源時代邁進。主體能源的更替充分反映出人類社會和經濟的進步與發展。第一代能源為生物質材，以薪柴為代表；第二代能源以煤為代表；第三代能源則是石油、天然氣和部分核裂變能源。實際上，第二代和第三代能源是以化石燃料為主體，第四代能源的構成將可能是核聚變能、氫能和天然氣水合物。

一、天然氣水合物是人類未來能源的希望

人類的生存發展離不開能源。當人類學會使用第一個火種時便開始了能源應用的漫長歷史。幾千年來，人類所使用的能源已經歷了三代，正在向第四代能源時代邁進。主體能源的更替充分反映出人類社會和經濟的進步與發展。第一代能源為生物質材，以薪柴為代表；第二代能源以煤為代表；第三代能源則是石油、天然氣和部分核裂變能源。實際上，第二代和第三代能源是以化石燃料為主體，第四代能源的構成將可能是核聚變能、氫能和天然氣水合物。

核聚變能主要寄希望于3He，它的資源量雖然在地球上有限（10~15t），但在月球的月壤中卻極為豐富（100-500萬t）。氫能是清潔、高效的理想能源，燃燒耐僅產生水（H2O），并可再生，氫能主要的載體是水，水體占據著地球表面的2/3以上，蘊藏量大。天然氣水合物的主要成分是甲烷（C4H）和水，甲烷氣燃燒十分干凈，為清潔的綠色能源，其資源量特別巨大，開發技術較為現實，有可能成為21世紀的主體能源，是人類第四代能撅的最佳候選。

天然氣水合物（gas hydrate）是一種白色固體結晶物質，外形像冰，有極強的燃燒力，可作為上等能源，俗稱為“可燃冰”。天然氣水合物由水分子和燃氣分子構戚，外層是水分子格架，核心是燃氣分子（圖1）。燃氣分子可以是低烴分子、二氧化碳或硫化氫，但絕大多數是低烴類的甲烷分子（C4H），所以天然氣水合物往往稱之為甲烷水合物（methane hydrate）。據理論計算，1ｍ3的天然氣水合物可釋放出164ｍ3的甲烷氣和0.8ｍ3的水。這種固體水合物只能存在于一定的溫度和壓力條件下，一般它要求溫度低于0~10℃，壓力高于10MPa，一旦溫度升高或壓力降低，甲烷氣則會逸出，固體水合物便趨于崩解。

天然氣水合物往往分布于深水的海底沉積物中或寒冷的永凍±中。埋藏在海底沉積物中的天然氣水合物要求該處海底的水深大于300-500ｍ，依賴巨厚水層的壓力來維持其固體狀態。但它只可存在于海底之下500ｍ或1000ｍ的范圍以內，再往深處則由于地熱升溫其固體狀態易遭破壞。儲藏在寒冷永凍土中的天然氣水合物大多分布在四季冰封的極圈范圍以內。煤、石油以及與石油有關的天然氣（高烴天然氣）等含碳能源是地質時代生物遺體演變而成的，因此被稱為化石燃料。從含碳量估算，全球天然氣水合物中的含碳總量大約是地球上全部化石燃料的兩倍。因此，據最保守的統計，全世界海底天然氣水合物中貯存的甲烷總量約為1.8×108億ｍ3，約合11萬億t（11×1012t）。數冀如此巨大的礦物能源是人類未來動力的希望。

二、天然氣冰合物的研究現狀

1.分布與環境效應

世界上絕大部分的天然氣水合物分布在海洋里，儲存在深水的海底沉積物中，只有極其少數的天然氣水合物是分布在常年冰凍的陸地上。世界海洋里天然氣水合物的資源量是陸地上的100倍以上。到目前為止，世界上已發現的海底天然氣水合物主要分布區有大西洋海域的墨西哥灣、加勒比海、南美東部陸緣、非洲西部陸緣和美國東岸外的布萊克海臺等，西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千島海溝、日本海、四國海槽、日本南海海槽、沖繩海槽、南中國海、蘇拉威西海和新西蘭北部海域等，東太平洋海域的中美海槽、加州濱外、秘魯海槽等，印度洋的阿曼海灣，南極的羅斯海和威德爾海，北極的巴倫支海和波弗特海，以及大陸內的黑海與里海等。陸上寒冷永凍土中的天然氣水合物主要分布在西伯利亞、阿拉斯加和加拿大的北極圈內。我國最有希望的天然氣水合物儲存區可能是南海和東海的深水海底。

天然氣水合物固然給人類帶來了新的能源希望，但它也可對全球氣侯和生態環境甚至人類的生存環境造成嚴重的威脅。近年來，人們不斷討論地球大氣層的溫室效應，認為其造成的異常氣候（全球變暖）和海面上升可能正威脅著人類的生存。主導大氣溫室效應的因子，普遍認為是水氣和二氧化碳氣。水氣是大自然循環中的活躍分子，難以凋控，于是二氧化碳便成為人們嚴重關注的對象。許多國際會議討論二氧化碳的溫室效應，并決定限制各國二氧化碳廢氣的排放量。要知遣，當前大氣中的二氧化碳氣以每年0.3％的速率在增加，而大氣中的甲烷氣卻以每年0.9％的逮率在更為迅速地增加著。更為重要的是，甲烷氣的溫室效應為二氧化碳氣溫室效應的20倍。全球海底天然氣水合物中的甲烷總量約為地球大氣中甲烷量的3000倍，這么巨大量的甲烷氣如果釋放，將對全球環境產生巨大的影響，嚴重地影響全球的氣候與海平面。

另外，固結在海底沉積物中的水合物，一旦條件發生變化，釋出甲烷氣，將會明顯改變海底沉積物的物理性質。其后果是降低海底沉積物的工程力學特性，引發大規模的海底滑坡，毀壞一些海底的重要工程設施，如海底輸電或通信電纜、海洋石油鉆井平臺等。水合物的崩解造成海底滑坡，而海底滑坡又進一步激發水合物的崩解，如此連鎖反應，將造成雪崩式的大規模海底滑坡，并使大量的甲烷氣逸散到大氣中去，造成極大的災難與經濟損失。

2.全球關注天然氣水合物研究

基于天然氣水合物是21世紀的重要后續能源，并可能對人類生存環境及海底工程設施產生災害性影響，全球科學家和各國政府都予以高度關注。早在20世紀30年代，天然氣水合物就在遠東地區的天然氣輸送管道內被發現。一直到70年代初，蘇聯學者論證了自然界有可能存在水合物生成帶，并在陸地凍土帶首先發現了第一個具有商業開采價值的麥索亞哈氣田之后，才真正引起世界各國科學家和政府的重視。后來在深海鉆探計劃（DSDP和大洋鉆探計劃（ODP）中，全球許多海域的海底（如鄂霍克茨海、墨西哥灣、大西洋、北美太平洋一側和拉丁美洲太平洋一側的世界海域）都發現了天然氣水合物。20世紀80年代以來，美國、日本、俄羅斯、德國、加拿大、挪威、英國及印度等國政府都著手開展天然氣水合物的調查和研究工作，并從能源戰略儲備角度考慮，紛紛制定作為政府行為的長遠發展規劃和實施計劃，將其視為爭奪海洋權益的重要內容。深人開展天然氣水合物研究的熱潮已經在全球興起。

美國1994年制訂過《甲烷水合物研究計劃》，稱天然氣水合物是未來世紀的新型能源。1995年，勘查美國東岸大西洋海底的布萊克海臺，首汰證實該處海底的天然氣水合物具有商業開采價值，并初步估算出該區水合物的資源量多達100億ｔ，可滿足美國105年的天然氣需要。1999年，美國又制定《國家甲烷水合物多年研究和開發項目計劃》，預期可建立天然氣水合物礦床氣體資源評價體系、發展商業生產技術，了解和定量評價甲烷水合物在全球碳循環中的作用及其與全球氣候變化的相關性，解決水合物工程技術和海底穩定性問題。

日本于1994年制定了龐大的海底天然氣水合物研究計劃，投巨資對日本周邊海域進行大規模海底天然氣水合物研究，初步估計僅南海海槽處的水合物資源量就可滿足日本100年的能源消耗。1995年，又專門成立天然氣水禽物開發促進委員會，分別于1997年在阿拉斯加和1999年在日本南海海槽進行了海底水禽物的鉆探試驗。

俄羅斯自20世紀70年代末以來，先后在黑海、里海、白令海、鄂霍茨克海、千島海溝和太平洋西南部等海域進行海底天然氣水合物研究，發現具有工業價值的區域，近期仍在對巴倫支海和鄂霍茨克海的天然氣水合物進行研究。

聯邦德國于20世紀80年代與印尼等國對西南太平洋的邊緣海進行過聯合研究，在莽拉威西海發現海底天然氣水合物的識別標志。目前，德國正在籌劃大規模的國家研究計劃，可能計劃與俄羅斯合作研究鄂霍茨克海的海底水合物。

印度科學與工業委員會設有重大研究項目《國家海底天然氣水合物研究計劃》，于1995年開始對印度近海進行海底天然氣水合物研究，現已取得初步的良好結果。

由于天然氣水合物的資源前景還有待于進一步研究證實，而煤和油氣等常規能源又能維持一段時期，因此，目前各能源企業對水合物研究的資金投入還較少主要是各國政府對天然氣水合物研究予以支持。如美國計劃投入.1.5～2億美元，日本在五年計劃中已投入150億日元，印度在1996～2000年間投入5600萬美元。

3.天然氣水合物的開發技術

隨著天然氣水合物研究的不斷深人，天然氣水合物相關技術的研究和開發也得到快速的發展。主要包括以下幾個方面：

地球物理探查技術、地球化學探查技術、鉆孔取樣技術、資源評價技術、開采技術、實驗室模擬技術和管道中水合物的探測與清除技術等。地球物理探查技術包括多道地震反射勘探和測井等方法。現在主要通過識別地震剖面上因水合物存在而引起的波阻抗反差界面-擬海底反射層BSR（Bottom Simulating Reflector）來判別天然氣水合物的存在及分布。目前正在開發特殊處理技術，以獲取深水區淺層高分辨率、高信噪比、高保真的地震數據，建立巖石物理模型，研究水合物沉積層及下伏游離氣的彈性性質與特征，并研究基于矢量波動方程的多彈性參數疊前正、反演技術，以估算水合物的分布與數量。

地球化學探查技術系利用地球化學方法探測天然氣水合物的相關參數的變化，包括含天然氣水合物沉積物中孔隙水鹽度或氯度的降低，以及水的氧化-還原電位和疏酸鹽含量變低等。同時應用海上甲烷現場探測技術，圈定甲烷高濃度區，從而確定天然氣水合物的遠景分布。

鉆孔取樣技術。由于天然氣水合物特殊的物理學性質，當鉆孔巖芯提升到常溫常壓的海面時，天然氣水合物可能全部或大部分被分解。為能獲取保持原始壓力和溫度的沉積物巖芯，研制了保真取芯筒來進行天然氣水合物層的取樣。

資源評價技術。天然氣水合物分布和資源量的估算主要有兩種方法：－是通過地質地球物理勘探和鉆探，發現和取得天然氣水合物層的有關參數，預測其分布并計算出資源量；二是通過取得的實際參數和模擬實驗建立天然氣水合物形成與釋氣的數學模型，用數值模擬方法研究其分布和資源量，同時模擬天然氣水合物生成和娜的動態過程。

天然氣水合物開采技術。目前已提出的天然氣水合物開采方法，包括熱激發法、化學試劑法和減壓法。熱激發法就是將蒸氣、熱水或其他熱流體從地面泵人水合物地層，或采用井下加熱技術，使溫度上升，水合物分解而生成天然氣；化學試劑法是利用化學試劑改變天然氣水合物的相平衡條件，降低水合物穩定程度，引起水合物的分解；減壓法則通過降低壓力達到水合物的分解，再行開采。上述方法中，有些方法進行了小規模實驗，但生產成本太高，短期內還難以投入實際生產。

實驗室模擬技術。應用物理化學手段，通過改變溫度、壓力、天然氣成分和流體成分等邊界條件，研究天然氣水合物形成和穩定分布的條件，以及這些因素對天然氣水合物形成和分解等方面的影響。目前甲烷-純水、甲烷.海水等模擬己取得重要進展，正在進行含沉積物條件下的模擬實驗。

管道中水合物的探測和清除技術。海底長距離天然氣／凝析液混輸管道輸運壓力一般較高，環境溫度較低，管內極易形成水合物堵塞通道。利用水合物形成的理論模型，計算水合物形成的壓力、溫度和組成條件，判斷管道中是否存在水合物，并研發出一些阻凝劑清除障礙。

天然氣水合物的開發還牽涉到許多相關技術，如儲存與運輸技術等。由于天然水合物特殊的物理化學性質，目前勘探所獲樣品一般都保存在充滿氦氣的低溫封閉容器中。與此同時，天然氣水合物也為解決天然氣運輸提供了一種新的思路。長期以來，天然氣運輸的一種常用方法是將其液化，運載到目的地后再將其氣化（LNG法）。目前挪威科學家開發出NGH法，將天然氣轉變為天然氣水合物，在保持天然氣水合物穩定的條件下“冷藏”起來運輸，到目的地后再融化成氣。

三、天然氣水合物在中國的資源利用前景

1.天然氣水合物在中國能源結構中的地位

天然氣水合物是石油和常規天然氣的重要后續能源。據美國能源部1988年發布的國際能源展望報告，世界能源消費在未來20多年里將持續上升，目前人類每年要燃烷40億t煤、25億ｔ石油，并以每年3％的速度增長，照此下去地球上的煤還可維持二三百年，其他就只有五六十年的用量了。因此各國均將尋找后續能源列人國家未來能源發展戰略。

我國的能源資源總量約4萬億ｔ標準煤，居世界第三位，但因人口眾多，人均能源資源占有量仍相對匾乏。我國人口占世界總人口21％，已探明的煤炭儲量占世界儲量的11％、原油占2.4％、天然氣僅占1.2％，人均能源資源占有量不到世異平均水平的一半。據預測我國到2010年一次性能源消費量預計將達到19億ｔ標準煤，其中煤炭18億ｔ，石油2.5～2.7億ｔ，天然氣600～1000億ｍ3。而2010年石油產量只有約1.6

第三篇：天然氣水合物項目可行性研究報告

北京智博睿信息咨詢有限公司 www.tmdps.cn

天然氣水合物項目可行性研究

報告

天然氣水合物（Natural Gas Hydrate，簡稱Gas Hydrate）是分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質。因其外觀象冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱作“可燃冰”或者“固體瓦斯”和“氣冰”。

天然氣水合物（Natural Gas Hydrate，簡稱Gas Hydrate）因其外觀象冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱作“可燃冰”或者“固體瓦斯”和“氣冰”。它是在一定條件（合適的溫度、壓力、氣體飽和度、水的鹽度、PH值等）下由水和天然氣在中高壓和低溫條件下混合時組成的類冰的、非化學計量的、籠形結晶化合物（碳的電負性較大，在高壓下能吸引與之相近的氫原子形成氫鍵，構成籠狀結構）。它可用mCH4·nH2O來表示，m代表水合物中的氣體分子，n為水合指數（也就是水分子數）。組成天然氣的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及CO2、N2、H2S等可形成單種或多種天然氣水合物。形成天然氣水合物的主要氣體為甲烷，對甲烷分子含量超過99%的天然氣水合物通常稱為甲烷水合物（Methane Hydrate）。

天然氣水合物在自然界廣泛分布在大陸永久凍土、島嶼的斜坡地帶、活動和被動大陸邊緣的隆起處、極地大陸架以及海洋和一些內陸湖的深水環境。在標準狀況下，一單位體積的氣水合物分解最多可產報告用途：發改委立項、政府申請資金、政府申請土地、銀行貸款、境內外融資等

北京智博睿信息咨詢有限公司 www.tmdps.cn

生164單位體積的甲烷氣體，因而其是一種重要的潛在未來資源。

天然氣水合物是20世紀科學考察中發現的一種新的礦產資源。它是水和天然氣在高壓和低溫條件下混合時產生的一種固態物質，外貌極像冰雪或固體酒精，點火即可燃燒，有“可燃水”、“氣冰”、“固體瓦斯”之稱，被譽為21世紀具有商業開發前景的戰略資源，天然氣水合物是一種新型高效能源，其成分與人們平時所使用的天然氣成分相近，但更為純凈，開采時只需將固體的“天然氣水合物”升溫減壓就可釋放出大量的甲烷氣體。

天然氣水合物使用方便，燃燒值高，清潔無污染。據了解，全球天然氣水合物的儲量是現有天然氣、石油儲量的兩倍，具有廣闊的開發前景，美國、日本等國均已經在各自海域發現并開采出天然氣水合物，據測算，中國南海天然氣水合物的資源量為700億噸油當量，約相當中國目前陸上石油、天然氣資源量總數的二分之一。

另：提供國家發改委甲、乙、丙級資質

北京智博睿信息咨詢有限公司 www.tmdps.cn www.tmdps.cn 可行性研究報告大綱（具體可根據客戶要求進行調整）第一章 研究概述 第一節 研究背景與目標 第二節 研究的內容 第三節 研究方法

報告用途：發改委立項、政府申請資金、政府申請土地、銀行貸款、境內外融資等

北京智博睿信息咨詢有限公司 www.tmdps.cn

第四節 數據來源 第五節 研究結論

一、市場規模

二、競爭態勢

三、行業投資的熱點

四、行業項目投資的經濟性 第二章 天然氣水合物項目總論 第一節 天然氣水合物項目背景

一、天然氣水合物項目名稱

二、天然氣水合物項目承辦單位

三、天然氣水合物項目主管部門

四、天然氣水合物項目擬建地區、地點

五、承擔可行性研究工作的單位和法人代表

六、研究工作依據

七、研究工作概況 第二節 可行性研究結論

一、市場預測和項目規模

二、原材料、燃料和動力供應

三、選址

四、天然氣水合物項目工程技術方案

五、環境保護

報告用途：發改委立項、政府申請資金、政府申請土地、銀行貸款、境內外融資等

北京智博睿信息咨詢有限公司 www.tmdps.cn

六、工廠組織及勞動定員

七、天然氣水合物項目建設進度

八、投資估算和資金籌措

九、天然氣水合物項目財務和經濟評論

十、天然氣水合物項目綜合評價結論 第三節 主要技術經濟指標表 第四節 存在問題及建議

第三章 天然氣水合物項目投資環境分析 第一節 社會宏觀環境分析

第二節 天然氣水合物項目相關政策分析

一、國家政策

二、天然氣水合物項目行業準入政策

三、天然氣水合物項目行業技術政策 第三節 地方政策

第四章 天然氣水合物項目背景和發展概況 第一節 天然氣水合物項目提出的背景

一、國家及天然氣水合物項目行業發展規劃

二、天然氣水合物項目發起人和發起緣由 第二節 天然氣水合物項目發展概況

報告用途：發改委立項、政府申請資金、政府申請土地、銀行貸款、境內外融資等

北京智博睿信息咨詢有限公司 www.tmdps.cn

一、已進行的調查研究天然氣水合物項目及其成果

二、試驗試制工作情況

三、廠址初勘和初步測量工作情況

四、天然氣水合物項目建議書的編制、提出及審批過程 第三節 天然氣水合物項目建設的必要性

一、現狀與差距

二、發展趨勢

三、天然氣水合物項目建設的必要性

四、天然氣水合物項目建設的可行性 第四節 投資的必要性

第五章 天然氣水合物項目行業競爭格局分析 第一節 國內生產企業現狀

一、重點企業信息

二、企業地理分布

三、企業規模經濟效應

四、企業從業人數

第二節 重點區域企業特點分析

一、華北區域

二、東北區域

三、西北區域

報告用途：發改委立項、政府申請資金、政府申請土地、銀行貸款、境內外融資等

北京智博睿信息咨詢有限公司 www.tmdps.cn

四、華東區域

五、華南區域

六、西南區域

七、華中區域

第三節 企業競爭策略分析

一、產品競爭策略

二、價格競爭策略

三、渠道競爭策略

四、銷售競爭策略

五、服務競爭策略

六、品牌競爭策略

第六章 天然氣水合物項目行業財務指標分析參考 第一節 天然氣水合物項目行業產銷狀況分析 第二節 天然氣水合物項目行業資產負債狀況分析 第三節 天然氣水合物項目行業資產運營狀況分析 第四節 天然氣水合物項目行業獲利能力分析 第五節 天然氣水合物項目行業成本費用分析

第七章 天然氣水合物項目行業市場分析與建設規模

報告用途：發改委立項、政府申請資金、政府申請土地、銀行貸款、境內外融資等

北京智博睿信息咨詢有限公司 www.tmdps.cn

第一節 市場調查

一、擬建 天然氣水合物項目產出物用途調查

二、產品現有生產能力調查

三、產品產量及銷售量調查

四、替代產品調查

五、產品價格調查

六、國外市場調查

第二節 天然氣水合物項目行業市場預測

一、國內市場需求預測

二、產品出口或進口替代分析

三、價格預測

第三節 天然氣水合物項目行業市場推銷戰略

一、推銷方式

二、推銷措施

三、促銷價格制度

四、產品銷售費用預測

第四節 天然氣水合物項目產品方案和建設規模

一、產品方案

二、建設規模

第五節 天然氣水合物項目產品銷售收入預測

報告用途：發改委立項、政府申請資金、政府申請土地、銀行貸款、境內外融資等

北京智博睿信息咨詢有限公司 www.tmdps.cn

第八章 天然氣水合物項目建設條件與選址方案 第一節 資源和原材料

一、資源評述

二、原材料及主要輔助材料供應

三、需要作生產試驗的原料

第二節 建設地區的選擇

一、自然條件

二、基礎設施

三、社會經濟條件

四、其它應考慮的因素 第三節 廠址選擇

一、廠址多方案比較

二、廠址推薦方案

第九章 天然氣水合物項目應用技術方案 第一節 天然氣水合物項目組成 第二節 生產技術方案

一、產品標準

二、生產方法

三、技術參數和工藝流程

四、主要工藝設備選擇

報告用途：發改委立項、政府申請資金、政府申請土地、銀行貸款、境內外融資等

北京智博睿信息咨詢有限公司 www.tmdps.cn

五、主要原材料、燃料、動力消耗指標

六、主要生產車間布置方案 第三節 總平面布置和運輸

一、總平面布置原則

二、廠內外運輸方案

三、倉儲方案

四、占地面積及分析 第四節 土建工程

一、主要建、構筑物的建筑特征與結構設計

二、特殊基礎工程的設計

三、建筑材料

四、土建工程造價估算 第五節 其他工程

一、給排水工程

二、動力及公用工程

三、地震設防

四、生活福利設施

第十章 天然氣水合物項目環境保護與勞動安全 第一節 建設地區的環境現狀

一、天然氣水合物項目的地理位置

報告用途：發改委立項、政府申請資金、政府申請土地、銀行貸款、境內外融資等

北京智博睿信息咨詢有限公司 www.tmdps.cn

二、地形、地貌、土壤、地質、水文、氣象

三、礦藏、森林、草原、水產和野生動物、植物、農作物

四、自然保護區、風景游覽區、名勝古跡、以及重要政治文化設施

五、現有工礦企業分布情況

六、生活居住區分布情況和人口密度、健康狀況、地方病等情況

七、大氣、地下水、地面水的環境質量狀況

八、交通運輸情況

九、其他社會經濟活動污染、破壞現狀資料

十、環保、消防、職業安全衛生和節能 第二節 天然氣水合物項目主要污染源和污染物

一、主要污染源

二、主要污染物

第三節 天然氣水合物項目擬采用的環境保護標準 第四節 治理環境的方案

一、天然氣水合物項目對周圍地區的地質、水文、氣象可能產生的影響

二、天然氣水合物項目對周圍地區自然資源可能產生的影響

三、天然氣水合物項目對周圍自然保護區、風景游覽區等可能產生的影響

四、各種污染物最終排放的治理措施和綜合利用方案

報告用途：發改委立項、政府申請資金、政府申請土地、銀行貸款、境內外融資等

北京智博睿信息咨詢有限公司 www.tmdps.cn

五、綠化措施，包括防護地帶的防護林和建設區域的綠化 第五節 環境監測制度的建議 第六節 環境保護投資估算 第七節 環境影響評論結論 第八節 勞動保護與安全衛生

一、生產過程中職業危害因素的分析

二、職業安全衛生主要設施

三、勞動安全與職業衛生機構

四、消防措施和設施方案建議

第十一章 企業組織和勞動定員 第一節 企業組織

一、企業組織形式

二、企業工作制度

第二節 勞動定員和人員培訓

一、勞動定員

二、年總工資和職工年平均工資估算

三、人員培訓及費用估算

第十二章 天然氣水合物項目實施進度安排 第一節 天然氣水合物項目實施的各階段

報告用途：發改委立項、政府申請資金、政府申請土地、銀行貸款、境內外融資等

北京智博睿信息咨詢有限公司 www.tmdps.cn

一、建立 天然氣水合物項目實施管理機構

二、資金籌集安排

三、技術獲得與轉讓

四、勘察設計和設備訂貨

五、施工準備

六、施工和生產準備

七、竣工驗收

第二節 天然氣水合物項目實施進度表

一、橫道圖

二、網絡圖

第三節 天然氣水合物項目實施費用

一、建設單位管理費

二、生產籌備費

三、生產職工培訓費

四、辦公和生活家具購置費

五、勘察設計費

六、其它應支付的費用

第十三章 投資估算與資金籌措 第一節 天然氣水合物項目總投資估算

一、固定資產投資總額

二、流動資金估算

報告用途：發改委立項、政府申請資金、政府申請土地、銀行貸款、境內外融資等

北京智博睿信息咨詢有限公司 www.tmdps.cn

第二節 資金籌措

一、資金來源

二、天然氣水合物項目籌資方案 第三節 投資使用計劃

一、投資使用計劃

二、借款償還計劃

第十四章 財務與敏感性分析 第一節 生產成本和銷售收入估算

一、生產總成本估算

二、單位成本

三、銷售收入估算 第二節 財務評價 第三節 國民經濟評價 第四節 不確定性分析

第五節 社會效益和社會影響分析

一、天然氣水合物項目對國家政治和社會穩定的影響

二、天然氣水合物項目與當地科技、文化發展水平的相互適應性

三、天然氣水合物項目與當地基礎設施發展水平的相互適應性

四、天然氣水合物項目與當地居民的宗教、民族習慣的相互適應性

報告用途：發改委立項、政府申請資金、政府申請土地、銀行貸款、境內外融資等

北京智博睿信息咨詢有限公司 www.tmdps.cn

五、天然氣水合物項目對合理利用自然資源的影響

六、天然氣水合物項目的國防效益或影響

七、對保護環境和生態平衡的影響

第十五章 天然氣水合物項目不確定性及風險分析 第一節 建設和開發風險 第二節 市場和運營風險 第三節 金融風險 第四節 政治風險 第五節 法律風險 第六節 環境風險 第七節 技術風險

第十六章 天然氣水合物項目行業發展趨勢分析

第一節 我國天然氣水合物項目行業發展的主要問題及對策研究

一、我國天然氣水合物項目行業發展的主要問題

二、促進天然氣水合物項目行業發展的對策 第二節 我國天然氣水合物項目行業發展趨勢分析 第三節 天然氣水合物項目行業投資機會及發展戰略分析

一、天然氣水合物項目行業投資機會分析

二、天然氣水合物項目行業總體發展戰略分析

報告用途：發改委立項、政府申請資金、政府申請土地、銀行貸款、境內外融資等

北京智博睿信息咨詢有限公司 www.tmdps.cn

第四節 我國 天然氣水合物項目行業投資風險

一、政策風險

二、環境因素

三、市場風險

四、天然氣水合物項目行業投資風險的規避及對策

第十七章 天然氣水合物項目可行性研究結論與建議 第一節 結論與建議

一、對推薦的擬建方案的結論性意見

二、對主要的對比方案進行說明

三、對可行性研究中尚未解決的主要問題提出解決辦法和建議

四、對應修改的主要問題進行說明，提出修改意見

五、對不可行的項目，提出不可行的主要問題及處理意見

六、可行性研究中主要爭議問題的結論

第二節 我國天然氣水合物項目行業未來發展及投資可行性結論及建議

第十八章 財務報表 第一節 資產負債表 第二節 投資受益分析表 第三節 損益表

報告用途：發改委立項、政府申請資金、政府申請土地、銀行貸款、境內外融資等

北京智博睿信息咨詢有限公司 www.tmdps.cn

第十九章 天然氣水合物項目投資可行性報告附件 1、天然氣水合物項目位置圖 2、主要工藝技術流程圖 3、主辦單位近5 年的財務報表、天然氣水合物項目所需成果轉讓協議及成果鑒定 5、天然氣水合物項目總平面布置圖 6、主要土建工程的平面圖 7、主要技術經濟指標摘要表 8、天然氣水合物項目投資概算表 9、經濟評價類基本報表與輔助報表 10、現金流量表 11、現金流量表 12、損益表、資金來源與運用表 14、資產負債表 15、財務外匯平衡表 16、固定資產投資估算表 17、流動資金估算表 18、投資計劃與資金籌措表 19、單位產品生產成本估算表

報告用途：發改委立項、政府申請資金、政府申請土地、銀行貸款、境內外融資等

北京智博睿信息咨詢有限公司 www.tmdps.cn、固定資產折舊費估算表 21、總成本費用估算表、產品銷售（營業）收入和銷售稅金及附加估算表

報告用途：發改委立項、政府申請資金、政府申請土地、銀行貸款、境內外融資等

第四篇：天然氣水合物典型特征綜述修改

摘要：概述國內外天然氣水合調查研究的勘探進展情況，詳細地介紹判識天然氣水合物的地球物理和地球化學特征。

關鍵詞：天然氣水合物；現狀；特征

0

引言

我們通常將天然氣水合物也叫做“氣體水合物”，是因為它是天然氣在地底低溫、高壓的自然環境下，與水分子相結合，形成的固體結晶。由于甲烷是天然氣的主要成分，所以也可以把天然氣水合物叫做甲烷水合物。其實，在自然界它還有一個很有詩意的名字，叫“可燃冰”，這主要是因為它的外形就像是冰一樣，但是可以點燃。從化學結構的角度看，天然氣水合物是甲烷等可燃氣體分子外面包裹著類似多面體網格狀的水分子。天然氣水合物是一種新型能源，它在地球上儲量非常之大，大約有兩千多萬億立方米，比全球的煤炭、石油和天然氣的總儲量之和還要多，可以為人類提供幾百年的能能源需要，具有非常大的開發潛力。在能源危機越來越嚴重的今天，天然氣水合物受到世界各國的高度關注，越來越多的國家開始著手調查和研究怎么利用這種新型能源。

國內外天然氣水合物勘探現狀

1.1國外天然氣水合物勘探歷史及現狀

1965年在俄羅斯西西伯利亞的麥索亞哈油氣田的永久凍土層首次發現天然的氣體水合物。之后不到十年時間，北美的阿拉斯加和馬更些三角洲等地油氣田也相繼發現了大量的氣體水合物。與此同時，美國科學家也在研究海底地震的時候，在布萊克海嶺發現了海底有可疑反射層。1979年，在中美洲海槽危地馬拉，由國際深海鉆探計劃組織并鉆出的巖心中，也發現了氣體水合物的存在。這是在海底第一次發現這種礦產。從此以后，各種海洋鉆探機構及組織開始將海底氣體水合物的尋找及研究列為重要課題，并且在太平洋許多區域都有所發現，例如，在日本海東北部的奧尻脊、秘魯——智利海溝、墨西哥灣、布萊克海嶺、中國南海海槽等地相機發現了“似海底反射層”（簡稱BSR）或者是氣體水合物。上世紀八十年代，德國開始著手進行氣體水合物的相關調查，以海洋地學研究中心和聯邦地學與資源研究中心組成的合作團體，進行了一些地震氣球物理或者是地球氣體調查等研究項目。隨著各國科學家的不懈努力，現在全球已經發現超過80處水合物疑似埋藏或藏礦點。從上世紀九十年代中期開始，德、美、日、印等國開始投入巨資進行水合物的大規模勘探與開發研究，其他國家也不甘落后，俄國、加拿大、比利時、澳大利亞、挪威、英國、法國、韓國等國家也積極制定計劃并參與到相關研究中來。

1.2國內天然氣水合物勘探歷史及現狀

中國關于天然氣水合物的研究也是從實驗室開始，再慢慢擴展到勘探與調查方面的，這個歷程與國外的基本一致。1999年，中國正式啟動天然氣水合物的調查及相關研究項目，在此之前的1995年，大洋礦產研究開發協會就曾設立了中國第一個天然氣水合物資源領域的研究課題，即“西太平洋氣體水合物找礦前景與方法”，中國地質科學院下屬的礦產資源研究所承擔這個課題的主要工作，并于1997年取得出色成果。根據這個研究課題得出的結論，中國國土資源部即原國家地礦部于當年設立了關于中國海域氣體水合物勘測研究的項目，1998年，國家863計劃開始將海底氣體水合物的勘探與開采技術作為一項重點工作來抓，中國地科院、中科院、廣州海洋地質局、地球物理研究所等科研單位共同預測評價了我國近海氣體水合物的儲藏、勘測及開發前景等問題，為中國正式開展氣體水合物的調查研究奠定了基礎。

識別天然氣水合物的標志特征

2.1地球物理標志

2.1.1

海底模擬反射層（Bottom

Similating，Reflector，簡稱

BSR），也叫“似海底反射層”，是因為水合物礦產帶的地震波反射狀況與海底反射狀況大致相同，反射面與海底大致平行。這是氣體水合物存在的基本特征。但是在運用BSR來勘測發現天然氣水合物的時候要認清以下幾點：首先，BSR的存在并不能說明天然氣水合物就一定存在，它們之間沒有完全的對應關系；其次，由于海底構造、沉積等作用的影響，及沉積物含碳量或者是氣體水合物的儲量等因素的不同，只有在天然氣水合物的含量超過20%，并且在水合物低層下還有不低于10%的游離氣低層的條件下，才能通過地震剖面發現BSR；第三，海底構造抬升以及沉積速率、含碳量和水合物含量都會影響BSR的形成與效果。

2.1.2

振幅暗點

我們將水合物膠結層的振幅“消隱”稱為振幅暗點，這種現象是水合物存在的第二個基本特征。在海底沉積物中，如果還有天然氣水合物，地震波穿過低層時，水合物的膠結作用會明顯減弱聲阻抗差異，就會形成振幅暗點的現象。沉積物和水合物在海底低層相對均勻，就會使BSR上出現振幅暗點，如果這一現象連續出現，則形成空白反射，形成空白帶。它具有以下兩個特征，一是與正常的地震記錄相比，反射振幅要相對較低；二是與一般的海底沉積物相比，空白帶的沉積物層速相對較高。

2.1.3速度反轉

地震波在穿過水合物膠結層傳向BSR以下的沉積層時，速度會突然變小，這種現象稱為速度反轉，它是天然氣水合物存在的第三個基本特征。

2.2地球化學

2.2.1直接識別標志

a氣體地球化學分析。

根據設立在東海深水海域的90個站位提供的數據，按照甲烷測定值的不同將它們分為以下四類：甲烷測定值<100μL/kg為區域背景組；甲烷測定值在100~300μL/kg之間為異常組；甲烷測定值在300~500μL/kg之間為高異常組；甲烷測定值>500μL/kg為特高異常組。以熱液活動區將沖繩海槽劃分為南北兩個區域，南區異常級別的站位近70%，高異常或特高異常站位有20%，而北區異常組站位僅為少數。也就是南區比北區形成天然氣水合物的可能性更大。

b海面增溫異常掃描

當海底低層出現瞬間構造運動，氣體水合物或者普通油氣會因外部環境的突然變化而發生分解，可燃氣體會擴散致海面，然后在地球電場或者太陽光的作用下出現異常增溫現象。地球資源衛星或者是氣象衛星在太空中通過紅外熱成像技術可以及時記錄大氣溫度的變化，為探索海底的可燃性氣體提供依據，進而幫助海底氣體水合物的發現與研究。利于天然氣水合物儲藏帶的范圍測定。

2.2.2間接識別標志

a

孔隙水中氯離子濃度異常

淺層沉積物中孔隙水Cl-濃度增高,水合物附近孔隙水Cl-濃度反而降低。水合物在形成時會出現排鹽效應，分解時會稀釋。而這種現象可以導致淺表層沉積物孔隙水Cl-出現質量和濃度的異常現象。在南海的兩個處于BSR區域中的站位，Cl-質量濃度出現高異常。這些異常現象都可能是天然氣水合物分解引起的。也預示著這些區域可能是天然氣水合物高儲藏區。

b

孔隙水中SO42-濃度異常

SO42-離子濃度隨深度增加而降低。在一些海域，由于CH4滲透活動強，空隙中的SO42-被甲烷的缺氧氧化迅速消耗。沉積物越深，SO42-的濃度就越低，這種活動會一直持續到硫酸鹽甲烷交接帶消耗完畢為止。

3結論

筆者總結了這些天然氣水合物的典型的地球物理和地球化學特征，也許單個的特征不能完全證明是水合物引起的，我們可以結合多方面的特征來綜合判斷識別天然氣水合物。

第五篇：天然氣水合物資源開發現狀及最新進展

天然氣水合物資源開發現狀及最新進展

中國新能源網 | 2009-3-3 9:57:00 | 新能源論壇 | 我要供稿

特別推薦：《中國新能源與可再生能源年鑒》(2009)征訂

摘要：天然氣水合物是20世紀發現的一種新型后備能源，被喻為21世紀石油天然氣的理想替代資源，是目前地球上尚未開發的最大未知能源庫。本文介紹了天然氣水合物的開發 歷程、資源狀況、現有的開發技術方法與發展趨勢，同時也總結了天然氣水合物開發領域取得最新成果和認識。最后得出天然氣水合物的研究方向，并建議廣泛的參與國際合作。

關鍵詞： 開發天然氣水合物 資源現狀 開發技術 最新進展

一、天然氣水合物開發歷程

天然氣水合物是以甲烷CH4為主的氣態烴類物質（含少量CO2、H2S等非烴分子）充填或被束縛在籠狀水分子結構中形成的冰晶狀化合物，是在高壓、低溫條件下形成的。它是繼煤、石油和天然氣等能源之后的一種潛在的新型能源,廣泛存在于溝盆體系、陸坡體系、邊緣海盆陸緣和北極地區的永久凍土區。

20世紀60年代初，前蘇聯借助地球物理方法首次在西伯利亞永凍層中發現了天然氣水合物，隨后美、加在加拉斯加北坡、馬更些三角洲凍土帶相繼發現了大規模的水合物礦藏。70年代初英國地調所科學家在美國東海岸大陸邊緣所進行的地震探測中發現了“似海底反射層”(Bottom Similating Reflector,英文稱BSR)。緊接著于1974年又在深海鉆探巖芯中獲取天然氣水合物樣品并釋放出大量甲烷,證實了“似海底反射”與天然氣水含物有關。70年代和80年代，深海鉆探計劃(DSI)和大洋鉆探計劃(ODP)陸續實施，在全球多處海底發現了天然氣水合物，大規模的國際合作相繼開展，天然氣水合物研究以及綜合普查勘探工作進人全面發展階段。1991年美國能源部組織召開“美國國家天然氣水合物學術討論會”。1995年冬ODP64航次在大西洋西部布萊克海臺組織了專門的天然氣水合物調查,打了一系列深海鉆孔,首次證明天然氣水會物廣泛分布,肯定其具有商業開發的價值。同時指出天然氣水會物礦層之下的游離氣也具有經濟意義。如今，新技術、新方法的大量應用使天然氣水合物的研究朝著更全面、更精深的方向發展。

二、天然氣水合物資源現狀 1.天然氣水合物儲量

圖1 世界有機碳分布（單位：1015噸）

天然氣水合物資源總估算值的差別非常大,從標準溫度壓力下的1×1015立方米到5×1015立方米 ,再到21×1015立方米。這遠比常規天然氣資源的總估算值(57×1013立方米)大得多。天然氣水合物估算值為天然氣地質儲量值，實際產量僅僅是這一數量的百分之幾。但是,天然氣的可能生產量仍然會高于常規天然氣資源的產量（如圖1）。目前各國科學家對全球天然氣水合物資源量較為一致的評價為2×1016,是剩余天然氣儲量(156×1014m3)的136倍。2.天然氣水合物產量 目前，除了小型現場試驗之外,唯一實現開采的是俄羅斯的麥索亞哈天然氣水合物氣田,所以未來的產量尚不確定。但是由于水合物礦藏自身的厚度非常的大（可達幾百米），全世界甲烷水合物潛在產量將非常可觀。

參與試驗性開采比較積極的國家有日本、加拿大、美國、德國和印度等。依據近年來試驗性開采的成果和今后的技術進步看，在2015~2020年發達國家實現工業規模開采水合物在技術上是可行的，但實現商業開采則值得探討。

3.天然氣水合物資源分布

已發現的天然氣水合物主要存在于世界范圍內的溝盆體系、陸坡體系、邊緣海盆陸緣,尤其是與泥火山、熱水活動、鹽泥底辟及大型斷裂構造有關的深海盆地中,可能還包括擴張盆地（圖2）和北極地區的永久凍土區。大西洋的85%、太平洋的95%、印度洋的96%的地區中含有天然氣水合物,且主要分布于洋底之下200～600米的深度范圍。

圖2全球天然氣水合物分布

（1）海洋中的分布

目前,世界已調查發現并圈定有天然氣水合物的海域主要分布在西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千島海溝、沖繩海槽、日本海、四國海槽、南海海槽、蘇拉威西海、新西蘭北島；東太平洋海域的中美海槽、北加利福尼亞-俄勒岡濱外、秘魯海槽；大西洋海域的美國東海岸外布萊克海臺、墨西哥灣、加勒比海、南美東海岸外陸緣、非洲西西海岸海域；印度洋的阿曼海灣；北極的巴倫支海和波弗特海；南極的羅斯海和威德爾海,以及黑海與里海等。中國在西沙海槽、東沙陸坡、臺灣西南陸坡、沖繩海槽、南海北部等區域也發現了天然氣水合物的大量地球物理與地球化學證據。

目前世界這些海域內有88處直接或間接發現了天然氣水合物,其中26處巖芯見到天然氣水合物, 62處見到有天然氣水合物地震標志的似海底反射(BSR),許多地方見有生物及碳酸鹽結殼標志。

（2）大陸中的分布

全球天然氣水合物在大陸主要分布于阿拉斯加北坡、加拿大馬更些三角洲等地(詳見表1)。有調查證據顯示,中國青藏高原永久凍土帶區域也可能蘊藏著大量的天然氣水合物資源。

表1 全球天然氣水合物在大陸的主要分布地點

三、天然氣水合物開發技術與方法

從20世紀60年代蘇聯發現麥索雅哈氣田至今,天然氣水合物的開發思路基本上都是首先考慮如何使蘊藏在沉積物中的天然氣水合物分解,然后再將天然氣采至地面。一般來說,人為地打破天然氣水合物穩定存在的溫度壓力條件,造成其分解,是目前開發天然氣水合物中甲烷資源的主要方法。現階段提出的方法可以歸為這么幾類：加熱法、降壓法、添加化學劑法、驅替法、綜合法等

1.加熱法

將蒸汽、熱水、熱鹽水或其它熱流體從地面泵入水合物地層,也可采用開采重油時使用的火驅法,總之只要能促使溫度上升達到水合物分解的方法都可稱為熱激發法。熱開采技術的主要不足是會造成大量的熱損失,效率很低。特別是在永久凍土區,即使利用絕熱管道,永凍層也會降低傳遞給儲層的有效熱量。在熱刺激模型中,水合物產生的熱傳導控制技術有兩種:(1)用熱水或蒸汽循環注入預熱井。通過數值實驗表明:水合物的儲層最小應有15%的孔隙度,厚度應有7.5 cm。如果注射液的溫度為340 K～395 K之間,則可滿足其經濟可行性的需要。

(2)利用電磁或微波等直接加熱。為了更有效利用熱能,可在井下安裝加熱裝置,設備較復雜,也可利用微波加熱,通過波導將微波導入井底,直接加熱水合物或水。

圖3 加熱法開采天然氣水合物

近年來,在用加熱法開采稠油時,為了提高加熱效率,采用井下裝置加熱技術,井下電磁加熱方法就是其中之一,實踐證明電磁加熱法是一種比常規開采技術更為有效的方法。這種方法就是在垂直(或水平)井中沿井的延伸方向在緊鄰天然氣水合物帶的上下層內(或天然氣水合物層內)放入不同的電極,再通以交變電流直接對儲層進行加熱。電磁熱還很好地降低了流體的粘度,促進了氣體的流動。Islam進行的模擬計算結果表明,利用該方法分解水合物是可行的。

2.降壓法 通過降低壓力而使天然氣水合物穩定的相平衡曲線移動,從而達到促使水合物分解的目的。一般是在水合物層之下的游離氣聚集層中“降低”天然氣壓力或形成一個天然氣空腔(可由熱激發或化學試劑作用人為形成),使與天然氣接觸的水合物變得不穩定并且分解為天然氣和水。開采水合物層之下的游離氣是降低儲層壓力的一種有效方法,另外通過調節天然氣的提取速度可以達到控制儲層壓力的目的,進而達到控制水合物分解的效果。減壓法最大的特點是不需要昂貴的連續激發,因而其可能成為今后大規模開采天然氣水合物的有效方法之一。但是,單使用減壓法開采天然氣是很慢的,是一種弱化被動式開采。

研究者認為,當水合物層下面存在自由氣藏時,降壓開采是最有效的方法。前蘇聯麥索雅哈氣田的開采實踐即證明了這一點。

3.添加化學劑法

某些化學劑,如鹽水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等可以改變水合物形成的相平衡條件,降低水合物穩定的溫度。當將上述化學劑從井孔泵入后,就會引起天然氣水合物的分解。添加化學劑法較加熱法作用緩慢,但確有降低初始能源輸入的優點,其最大缺點是費用太高。

4.其他方法

近期有學者提出用CO2置換開采,用壓力將相平衡壓力較低,更容易形成水合物的CO2通入天然氣水合物儲層,通過形成二氧化碳水合物放出的熱量來分解天然氣水合物,同時可以用來處理工業排放的CO2。

也有人提出直接在井底放一個高溫催化爐,把甲烷催化成一氧化碳和氫氣,利用放出的熱量來分解水合物。

除了以上常見的開發方法,一種新的天然氣水合物開發方法是在深海使天然氣水合物顆粒化,或將天然氣水合物裝入一種可膨脹的軟式氣袋(其內部保持天然氣水合物穩定所需要的溫度壓力條件)中,再用潛水艇把天然氣水合物拖到大陸架附近的淺水地區,在那里,天然氣水合物能夠緩慢地分解,產生燃料和水。最近,日本學者用試驗證實了將空氣中的CO2分離與天然氣水合物開發相結合的可能性。

從方法的使用來看,單單采用某一種方法來開采天然氣水合物是不經濟的,只有結合不同方法的優點才能達到對水合物的有效開采。例如將降壓法和熱開采技術結合使用,即先用熱激發法分解天然氣水合物,后用降壓法提取游離氣體（如圖4），這樣取得的效果可能會更好一些。

圖4 綜合法開采天然氣水合物

四、天然氣水合物開發技術新進展

20世紀中后期特別是進人21世紀以來，世界天然氣水合物研發取得了一系列新進展和技術進步，主要有:①一些國家開始執行新一輪國家計劃，以《大洋鉆井計劃》水合物調查為代表的國際合作項目完成，其他國際合作項目亦成績斐然，水合物國際學術交流活動日益頻繁，文獻量逐年增多；②加拿大麥肯齊三角洲Mallik3IJ-38，Mallik4L-38和MallikSIJ-38井組完成了永久凍土帶水合物的試驗性開采(旨在解決每口井的水合物氣采收率，每口井的產量，開采成本和水合物氣價等問題)，日本和美國制定了明確的商業開采時間表，并著手進行海洋水合物試驗性開采；③水合物地質學和地球化學研究在氣源、運移和成藏模式上有新發現和新見地，高分辨率三維地震勘探和其他新的地球物理調查技術確定井位的成功率提高，鉆井取樣技術趨于成熟；⑤在室內實驗模擬和陸上永凍土區開采試驗(包括鉆井、試井、測井和完井試驗)基礎上，海洋水合物工業開采技術將接受海底條件的檢驗和進一步積累經驗。

在描述和討論了天然氣水合物開發領域的最新發展和成果，如果天然氣水合物受降壓或增溫的影響,在溫度不穩定的情況下,水合物會分解為氣和水。若天然氣水合物在粗粒沉積物孔隙內,井筒周圍降壓會造成水合物分解,釋放出來的氣體會流經多孔介質,流到井筒,最后到達地面設施。水合物生產甲烷的技術有可能是從常規油氣生產技術直接改進而得。沒有人通過水合物礦藏生產能力的長期測試來探明甲烷量,大部分水合物礦藏的大小和地質環境也尚未界定。但是,阿拉斯加和加拿大北極現場進行的小型流動測試以及對這些己確定礦藏的模擬說明,運用改進的常規天然氣生產技術可從水合物中生產甲烷。

在甲烷從下伏沉積物上升至海底的區域,天然氣水合物可能也會在海底形成礦藏。這些礦藏不會被認為是潛在的商業來源,因為它們是化合性生物群落的主體。開采海底礦藏的主要障礙是在收集這些漂浮塊體的過程中甲炕有被釋放到空氣中的危險。

以下是最近國外的相關試驗和研究項目進展：

1.阿拉斯加北坡生產試驗

2007年美國能源部(DOE)與英國石油公司(BP)合作鉆了一口垂直參數井,用于驗證地震預測并采集巖心和地球物理測井資料供分析和模擬所用。從此井中采出了130米含有天然氣水合物的巖心。含有水合物區域的水合物飽和度達到孔隙體積的75%。天然氣水合物飽和度隨著砂粒質量的不同而不同,砂層越干凈,水合物飽和度越高。采集了一整套裸眼井地球物理測井曲線,并在兩個含水合物地區進行了壓降測試。壓降測試結果表明氣體流動以及地層的迅速冷卻與水合物分解的氣體有關。計劃大概在2009年在此處進行長期的生產測試。

2.墨西哥灣地震預測技術試驗

2001年,為了了解天然生成的天然氣水合物如何圈閉淺層油氣,以及如何影響北墨西哥灣的海底穩定性,美國能源部與雪佛龍石油技術公司以及其他公司、學術機構聯合啟動了一項工業聯合項目。墨西哥灣是一個主要的油氣生產區域,行業與政府管理者需要了解水合物對海底穩定性的影響以及對鉆井、生產與油氣管道的潛在影響。此項研究所獲得的大部分信息也適用于水合物中潛在甲烷的生產。事實上,自從2005年,此項目己經將其研究重點轉移到了墨西哥灣大型水合物礦藏的探測、量化以及其潛在的產量上。

含有天然氣水合物區域的井筒穩定性可能會遭到破壞,因為鉆井的熱量和鉆井液的循環可能會加劇水合物的分解。盡管水合物穩定區暴露了許多天,但2005年墨西哥灣的井沒有出現任何井筒問題。鉆井證實了井筒穩定模型的正確性,此模型用于預測鉆井之前的情況。

圖5 2005年能源部工業聯合項目在墨西哥灣 所鉆天然氣水合物井的位置

(圖片來自美國地質調查所)2005年,為了獲取地球物理測井曲線或巖心, 在墨西哥灣的兩個地方---keathley峽谷151區塊與Atwater山谷13和14區塊---約1300米水深處鉆了七口井。在常規三維地震基礎上,這些井的資料證實了對甲烷水合物地點的預測。由于目標地點為解決海底穩定問題的區域,所以選擇了水合物飽和度較低的區域,一般低于孔隙體積的20%。飽和度這樣低可能沒有產量,因此沒有進行壓降試井。為了2008-2009年的鉆井地球物理測井和取心,2007年此項目對墨西哥灣天然氣水合物礦藏高度集中的地方進行了評估。如果選定了適合的礦藏,在未來的幾年中會進行生產測試。

3.生產模擬與油藏模擬

所謂油藏模擬是指根據生產技術(如壓力下降或熱力增產措施)運用計算機對儲層流體流動建模。由于沒有進行大型生產試驗,在不需要精確技術的情況下,油藏模擬是當前評估未來天然氣水合物礦藏產能、未來研究與發展直接經費支出的最佳技術。天然氣水合物油藏模擬軟件可模擬含水合物地質系統,評價永凍層與海洋環境下水合物的開采策略,包括熱力增產措施、降壓法以及緩凝劑誘發增強分解。

美國勞倫斯伯克利國家實驗室最近完成了天然氣水合物儲層的模擬,包括低濃度沉積物與高飽和度海相砂巖。研究成果表明擴散型低濃度沉積物沒有生產潛力,但高濃度沉積物可能有較高的生產能力。

一般通過評估油藏模擬軟件的儲層歷史動態擬合能力來評價它們的準確性。由于沒有用作測試實例的天然氣水合物歷史產量,于是通過對比幾個模擬軟件對相同數據集的反應來評價和改進它們。本次所使用的計算機模擬程序為:TOUGH+/ HYDRATE,由美國能源部/勞倫斯伯克利國家實驗室開發:MH-21水合物模擬軟件,由國家先進工業科技協會、日本石油工程有限公司與東京大學開發:STOMFHYD,由位于費爾班克斯的阿拉斯加大學石油工程系開發以及用于天然氣水合物且經過改進的CMG STARS,由英國石油公司、卡爾加里大學與阿拉斯加一費爾班克斯大學開發。

4.Mallik地區的開采試驗

Mallik地區的天然氣水合物礦床富集度極高,由于賦存狀態非常之好,其周圍環境都未發生變化。2003年12月,在日本千葉城舉行的題為“From Mallik to the Future”的研討會上,公布了人們期待已久的關于2002年Mallik研究計劃的資料:水合物變成真正資源的可能性增大；減壓法比另外兩種方法簡單得多；把熱水或熱流注入地層的方法在其次；把諸如甲醇這樣的化學物質注入地層的方法居末位。

5.美國加快天然氣水合物的研究

目前，美國能源部下屬的國家能源技術實驗室（NETL）對天然氣水合物的研究開始逐漸轉移到了如何從北極地區水合物氣藏中開發天然氣和安全的鉆井的方向上來。由NETL牽頭，聯合BP阿拉斯加勘探公司和USGS，一同在阿拉斯加北部對天然氣水合物分布情況進行了勘探，分析水合物的特性、儲量和研究商業性開采的可行性。2007年2月，在Milne Point區域完成了一口試驗井，獲得的數據顯示，在阿拉斯加北坡永凍層下的沉積物中，可以進行安全有效的作業，并獲得了甲烷水合物沉積的綜合資料，在技術上實現了三項重要的突破：

在北坡水合物氣藏中首次通過降壓采集到天然氣水合物的樣品；對水合物氣藏首次進行壓降反應裸眼測試；首次應用可回收繩索連續取心，取心率達到了85%。

研究人員將利用收集到的信息，對含水合物砂巖的潛在產能進行一系列長期的生產測試，在深海區域，NETL將繼續引導和支持多個全球鉆井和取心計劃。主要目的是為了分析天然氣水合物的成因和分布區域；測試對預鉆區域認識和分析的效果。

五、結論與認識

盡管對天然氣水合物物理性質和開發的研究已經取得了很大的進展,但仍需進行天然氣水合物的資源特征、生產開發、對環境的影響、安全性和海底穩定性等方面的研究，并需要進行大型生產測試,用以決定此資源是否能夠供人們高效益的大規模開采。進行國際項目合作是進行此類費用高昂且比較復雜研究的最有效方法。