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天然氣水合物的開發過程

1960年,前蘇聯在西伯利亞發現可燃冰,並於1969年投入開發。美國於1969年開始可燃冰的調查,1998年可燃冰作為國家發展的戰略能源被列入國家長期計劃;日本在1992開始關註可燃冰;完成周邊海域可燃冰調查評估。但是德國是第壹個挖出可燃冰的國家。

從2000年開始,可燃冰的研究和勘探進入高峰期,世界上至少有30個國家和地區參與其中。其中美國的方案最為完善——總統科技委員會推薦可燃冰的研發,參眾兩院也有不少人提出法案支持可燃冰的研發。美國每年用於可燃冰研究的財政撥款達數千萬美元。

為了開發這種新能源,在19國家的參與下,成立了深部地層海洋地質取樣聯合研究所,50名科技人員駕駛配備先進實驗設施的船,從美國東海岸出發,對海底可燃冰進行勘探。這艘可燃冰勘探專用船的七層船艙配備了先進的實驗設備。這是世界上唯壹壹艘可以在深海下采集巖石樣本的船。該船配備了實驗設備,可用於研究沈積學、古人類學、巖石學、地球化學和地球物理學。這艘特殊用途的船由德克薩斯州的壹所M大學領導,它由英國、德國、法國、日本、澳大利亞和美國的科學基金會和歐洲聯合科學基金會提供經濟援助。

僅在海底區域,可燃冰的分布面積就達到4000萬平方公裏,占地球海洋總面積的1/4。作為21世紀重要的後續能源,海底天然氣水合物及其對人類生存環境和海底工程設施的災難性影響日益受到世界各國科學家和政府的關註。始於20世紀60年代的深海鉆探計劃(DSDP)和隨後的大洋鉆探計劃(ODP)在世界各大洋和海域進行了大量的深海鉆探和海洋地質地球物理勘探,在許多海底區域直接或間接發現了天然氣水合物。

近年來,中國在“可燃冰”的調查、勘探和開發方面取得了重大突破。中國地質調查局組織實施了天然氣水合物基礎調查,通過系統的地質、地球物理、地球化學和生物綜合調查評價,初步圈定了中國天然氣水合物資源遠景區。2007年在我國南海北部首次鉆探,2009年在陸地凍土區祁連山鉆探,2013年在南海北坡再次鉆探,獲得新型水合物樣品,發現高飽和度水合物層。中國作為世界上最大的發展中海洋大國,能源短缺非常嚴重。中國油氣資源供需缺口很大。1993,中國從油氣出口國變為凈進口國。我國可燃冰主要分布在南海、東海、青藏高原凍土帶和東北凍土帶。據粗略估計,其資源量約為64.97x10^12m3+02m3,分別為3.38x 10 12m3,12.5 x 65438+。此外,在南海北部神狐海域和青海祁連山多年凍土區也獲得了可燃冰樣品。

1999進口石油4000多萬噸,2000年近7000萬噸。預計2010年石油缺口將達到2億噸。因此,迫切需要開發新能源來滿足中國經濟的快速發展。

65438-0999在國家發改委和財政部的大力支持下,國土資源部正式啟動天然氣水合物資源調查,整合了國內所有優勢力量。截至目前,中國地質調查局已在珠江口盆地開展天然氣水合物綜合調查40航次,完成高分辨率多道地震調查4.58萬公裏,多波束調查3.68萬公裏,淺層地層剖面調查7100公裏,海底地質取樣1480個站位,海底熱流調查222個站位。

2005年4月14日,我國在北京舉行了在地質博物館采集我國首次發現的天然氣水合物碳酸鹽樣品的儀式。宣布中國首次發現世界上最大的“冷泉”碳酸鹽巖分布區,被視為“可燃冰”或天然氣水合物存在的重要證據,面積約430平方公裏。

2007年5月1日淩晨,我國首次在南海北部成功取樣,證實我國南海北部蘊藏著豐富的天然氣水合物資源,標誌著我國天然氣水合物調查研究水平進入世界先進行列。中國在南海北部成功鉆探出天然氣水合物樣品“可燃冰”,從而成為繼美、日、印之後第四個通過國家R&D計劃采集到天然氣水合物樣品的國家。

2009年9月,中國地質部門宣布在青藏高原發現了壹種名為可燃冰(又稱天然氣水合物)的環保新能源,預計十年左右投入使用。據粗略估計,遠景資源至少為350億噸油當量。

2065438+2003年6月至9月,中國海洋地質學家在廣東沿海珠江口盆地東部海域首次鉆探到高純天然氣水合物(俗稱“可燃冰”)樣品,並通過鉆探獲得可觀的控制儲量。此次發現的天然氣水合物樣品主要有四個特點:埋藏淺、厚度大、類型多、純度高。控制儲量6543.8+0000億立方米~ 6543.8+0500億立方米,與特大型常規天然氣礦規模相當。

2014由中國地質調查局和中國科學院主辦的第八屆天然氣水合物國際會議29日在北京開幕。記者從大會上獲悉,中國計劃於2015年開展中國海域天然氣水合物鉆探工程,這將有力推動中國“可燃冰”的勘探開發,引發中國能源開發利用的壹場“革命”。日本於2013年3月2日成功從愛知縣附近的深海可燃冰層中提取出甲烷,成為世界上第壹個掌握海底可燃冰開采技術的國家。日本希望在2018年開發出成熟的技術,實現大規模商業化生產。

開采試驗由日本經濟產業省下屬的石油、天然氣、金屬和礦物資源機構進行。該機構利用地球深部探測船“地球”號從愛知縣沃美半島附近的海底挖起330米,約1,000米。到達可燃冰層後,通過泵出可燃冰中的水以降低其壓力來分離水和甲烷,然後提取甲烷。整個過程大概用了4個小時。該機構將繼續在該海域進行約兩周的挖掘試驗,以進壹步完善技術。

據說可燃冰廣泛分布在日本附近海域,埋藏量足夠日本使用100年。僅本次實驗所發掘海域的埋藏量就可以供日本使用10年以上。福島第壹核電站事故發生後,日本核電站相繼停止運行。為了彌補電力缺口,日本不得不依賴火力發電,用於火力發電的天然氣和石油進口激增,導致日本出現巨額貿易逆差。日本期望通過可燃冰的商業化生產,減少甚至擺脫對外依賴,實現能源自給。

在距離本州島海岸30英裏處,科學家發現了壹條儲量驚人的海溝:海溝中的甲烷呈晶體狀,厚約500米,總量達40萬億立方米。這個儲量雖然比不上沙特或者俄羅斯的石油資源,但是足夠日本用壹段時間了。日本科學家對這壹結果感到非常興奮,他們表示將盡快拿出合適的計劃來開采這些被遺忘的資源。

日本迫於發展需要,急於改變能源依賴他人的局面,將目光投向了海底沈睡的“能源晶體”——天然氣水合物,又稱“可燃冰”。(是水和天然氣在中高壓低溫下混合產生的結晶物質。看起來像冰雪,點火就能燃燒。)在日本附近平靜的太平洋水下3000英尺處,數億噸可燃冰正等待被利用。日本認為,如果這些資源能夠為日本所用,將大大改善其對中東和印尼能源進口的依賴。據初步估算,這些“可燃冰塊”可以在日本使用14年。但在開發這些未知資源的同時,有壹個關鍵問題必須處理:環境保護。美國和德國在可燃冰開采方面領先世界。

自20世紀80年代以來,美國、英國、德國、加拿大等發達國家投入巨資開展了國內外天然氣水合物的調查、研究和評價工作,美國、加拿大、印度等國家也制定了天然氣水合物勘探開發的國家計劃。特別是日本和印度,在天然氣水合物的勘探和開發方面處於領先地位。

世界上已有79個國家和地區發現了天然氣水合物氣藏,世界上至少有30個國家和地區正在進行可燃冰的研究、調查和勘探。行業洞察網可燃冰市場及發展趨勢研究報告顯示,前蘇聯於1960年在西伯利亞發現第壹個可燃冰氣藏,並於1969年投入開發,產氣量14,總產氣量5017萬立方米。可燃冰的調查始於美國1969。從1998開始,美國在國家長期規劃中將可燃冰列為國家發展的戰略能源,計劃到2015進行商業試采。