01 概述

甲烷水合物由封存在水分子晶體晶格內(nèi)的甲烷（天然氣）組成，存在于海底下的沉積物中，當暴露在大氣中時可以被釋放出來。甲烷水合物因其獨特的物理特性也被稱為“可燃冰”，是一種潛在的、相對清潔的能源，可以為我們不斷增長的能源需求提供解決方案。

圖：版權(quán)所有：?2007年National Institute of Advanced  Industrial Science and Technology 

圖1：通過加熱從冰中釋放出的甲烷

根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的數(shù)據(jù)，全 球甲烷水合物的有機碳含量為1040億噸，大約是所有化石燃料總碳含量的兩倍。

每一個體積的水合物可以包含超過160體積的甲烷氣體。如果收集這些水合物，全 球可能有多達20000萬億立方米，而全 球剩余的常規(guī)天然氣儲量僅為250萬億立方米。

02 形成

甲烷水合物是在特定的溫度和壓力條件下形成的，在這些條件下細菌從積累的有機遺骸中產(chǎn)生甲烷，沉積物迅速收集，保護遺骸不被氧化。

圖2：甲烷水合物的形成條件

03 全 球潛在的水合物集中地

甲烷水合物可以在世界上大部分大陸和一些永 久凍土地區(qū)的近海被發(fā)現(xiàn)，如加拿大和俄羅斯，那里存在特定的溫度和壓力。

僅在加拿大，估計就有500萬億立方米的甲烷水合物，主要位于北極圈上方的博福特-麥肯齊地區(qū)。該油田含有世界上濃度Z 高的天然氣水合物之一，研究表明水合物中的天然氣回收是可能的。位于日本近海的南開海槽中也發(fā)現(xiàn)了甲烷水合物，那里至少存有1.1兆立方公尺(40兆立方英尺)的存儲量。

04 初步研究

雖然潛在的好處是巨大的，但也有許多問題需要克服，比如如何回收水合物并從中提取甲烷。目前，日本、加拿大和美國正在進行相關(guān)研究，以解決這些重要的問題：

*甲烷水合物是如何形成？ 

*水合物儲層中的相飽和度和由此產(chǎn)生的流體流動是什么？ 

*全 球可回收的甲烷總量是多少？ 

*如何以安全、經(jīng)濟有效的方式收獲這種氣體？

*采集和使用甲烷水合物對環(huán)境有什么影響？

05 試驗研究

目前對甲烷水合物提取的研究，需要在實驗室模擬現(xiàn)場條件。需要研究更直接的數(shù)據(jù)，包括確定可燃冰內(nèi)的水合物分布、含水合物的沉積物傳遞壓力-溫度影響的能力、相對滲透力、水合物儲層中的相飽和度和由此產(chǎn)生的流體流動，以及地下的甲烷產(chǎn)量和遷移速率。

06 TeledyneIsco高壓柱塞泵

Teledyne ISCO高壓柱塞泵可用于實驗，通過精確控制流體體積、流量和壓力來確定巖心的相或相對滲透率。它們可用于液體輸送、圍壓和壓力調(diào)節(jié)。

圖3顯示了兩套連續(xù)流動泵，一對用于接收，一對用于輸送。接收泵設置為恒壓模式，填充后排放到廢液瓶。泵之間的切換是無脈沖的，從而Z 大限度地減少壓力波動。

圖3：恒壓模式下的連續(xù)輸送

1. 圍壓泵 2.接收泵 3.驅(qū)替泵

參考文獻 

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