羌塘知识产权
天然气水合物是一种白色固体物质，外观像冰，燃烧力强，可以作为一种优越的能源。主要由水分子和烃类气体分子(主要是甲烷)组成，所以也叫甲烷水合物。天然气水合物是气体或挥发性液体与水在一定条件下(适宜的温度、压力、气体饱和度、水矿化度、PH值等)相互作用形成的白色固体结晶物质。).一旦温度升高或压力降低，甲烷气体将逸出，固体水合物将趋于崩溃。(1立方米可燃冰在常温常压下可释放164立方米天然气和0.8立方米淡水)，所以固态天然气水合物往往分布在水深300米以上的海底沉积物或寒冷的永久冻土中。海底天然气水合物是依靠极厚水层的压力来维持其固态的，其分布可以在海底到海底1000米的范围内，在更深的地方由于地温的升高而难以存在。
从物理性质上看，天然气水合物的密度接近并略低于冰，剪切系数、电解常数和导热系数均低于冰。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。这些差异是地球物理勘探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。
可燃冰的燃烧方程
CH4·8H2O+2 O2 = = CO2+10H2O(反应条件为“点燃”)【编辑本段】可燃冰的成因是天然气分子(烷烃)被包裹在水分子中，在海底低温低压下结晶而成。可燃冰的形成有三个基本条件:温度、压力和原料。首先，可燃冰在0℃以上可以生成，但在20℃以上就会分解。但海底温度一般保持在2~4℃左右；其次，在0℃下，只有30个大气压就可以生成可燃冰，而在海洋深处，30个大气压很容易保证，气压越大，水合物越不容易分解。最后沉积海底的有机质，其中富含的碳经过生物转化后可以产生充足的气源。海底地层是一种多孔介质。在温度、压力和气源的条件下，介质的缝隙中会生成可燃冰晶体。【编辑本段】可燃冰的资源。世界上大部分天然气水合物分布在海洋中。据估计，海洋中天然气水合物的资源量是陆地的100倍以上。据最保守的统计，全球天然气水合物中储存的甲烷总量约为654.38+0.8亿立方米(18000× 10× 02m3)，约为1.1万亿吨(11×)。
可燃冰被西方学者称为“21世纪能源”或“未来新能源”。截至目前，全球海相和陆相地层中已探明的“可燃冰”储量是全球传统化石能源(煤炭、石油、天然气、油页岩等)储量的两倍以上。)，其中海底可燃冰的储量足够人类使用1000年。【编辑此段】可燃冰天然气水合物的弊端在给人类带来新能源前景的同时，也给人类的生存环境带来了严峻的挑战。天然气水合物中甲烷的温室效应是CO2的20倍，温室效应导致的异常气候和海平面上升正威胁着人类的生存。全球海底天然气水合物中的甲烷总量约为地球大气中的3000倍。如果海底天然气水合物中的甲烷不慎逸入大气，后果不堪设想。而且一旦条件发生变化，水合物中会释放出甲烷气体，也会改变沉积物的物理性质，使海底沉积物的工程力学性质大大降低，使海底软化，引起大规模海底滑坡，破坏海底工程设施，如海底输电或通讯电缆、海上石油钻井平台等。[编辑本段]来之不易的可燃冰是一种由天然气和水结合而成的固体化合物，形状与冰相似。因为含有大量甲烷等可燃气体，极易燃烧。在同等条件下，可燃冰燃烧产生的能量是煤、石油、天然气的几十倍，燃烧后不产生残渣和废气，避免了人们最头疼的污染问题。科学家称可燃冰为“未来的能源”，如果他们得到宝藏的话。
可燃冰是来之不易的宝藏，它的诞生至少要满足三个条件:一是温度不能太高。温度高于20℃就会“消失”，所以海底的温度最适合可燃冰的形成；第二是压力要足够大。海底越深，压力越大，可燃冰越稳定。三是要有甲烷气源，海底古生物尸体的沉积物被细菌分解后会产生甲烷。因此，可燃冰分布在世界所有的海洋中。[编辑本段]可燃冰储量和水合物储量
研究人员已经认识到天然气水合物广泛存在于世界各地。地球上约27%的陆地是可以形成天然气水合物的潜在区域，全球约90%的海洋水域也是这样的潜在区域。天然气水合物主要发现于北极的永久冻土区以及全世界的海床、大陆坡、陆基和海沟中。由于采用的标准不同，不同机构对世界天然气水合物储量的估算值差异很大。根据潜在天然气组合估算(PGC，1981)，冻土区天然气水合物资源量为1.4×13 ~ 3.4×1016 m3，包括海洋天然气水合物在内的总资源量为7。但大多数人认为蒸汽水合物中储存的碳至少有1×1.01.3t，约为所有化石燃料(包括煤、石油、天然气)总碳含量的两倍。由于天然气水合物的不渗透性，常可作为其下方游离天然气的密封层。因此，随着蒸汽水合物下层中游离气体量的增加，这一估计值可能会更大。如果这些预测能够被证明是真的，天然气水合物将成为未来丰富而重要的能源。
从化学结构上看，天然气水合物是由水分子在笼状的多面体框架内组成，笼状框架内含有以甲烷为主的气体分子。不同的温度和压力条件有不同的多面体框架。
从物理性质上看，天然气水合物的密度接近并略低于冰，剪切系数、电解常数和导热系数均低于冰。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。这些差异是地球物理勘探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。
仅已探明的储量就比地球上的石油总储量大几百倍。所有这些冰都藏在世界各地450米深的海底。表面看起来像干冰，但实际上可以燃烧。美国东南海岸有2700平方米的水合物，其中包含的可燃冰足够供应美国70多年。其储量估计是常规储量的2.6倍，如果充分开发利用，可使用约100年。中国地质大学(武汉)和中南石油局第五物探大队在藏北高原羌塘盆地开展的大规模地球物理勘探结果表明，西藏有可能成为继塔里木盆地之后21世纪中国第二个石油资源战略接替区。
开采可燃冰的设想[1]
由于可燃冰在常温常压下不稳定，开采可燃冰的方法有:①热解。②降压法。③二氧化碳置换法。【编辑本段】全球发行区域多达116。据专家预测，全球常规的石油、天然气资源消耗巨大，预计四五十年后就会枯竭。人们担心能源危机，可燃冰就像上天赐予人类的宝藏。它年复一年地积累，形成了绵延数千甚至数万英里的沉积物。仅已探明的可燃冰储量就比世界上煤、石油和天然气的总储量多好几倍。
科学家的评估结果表明，仅海底区域可燃冰的分布面积就有4000万平方公里，占地球海洋总面积的1/4。目前世界上已发现的可燃冰分布区多达116，其矿层厚度和规模是常规天然气田无法比拟的。科学家估计海底可燃冰的储量至少够人类使用1000年。[编辑此段]不当利用会招致灾难。天然可燃冰是固体，不会像石油开采那样喷出来。如果是一块一块从海底搬出来，甲烷在从海底到海面的运输过程中会完全蒸发，对大气也会造成很大的危害。为了获得这种清洁能源，世界上许多国家都在研究天然可燃冰的开采方法。科学家认为，一旦开采技术取得突破，可燃冰将立即成为21世纪的主要能源。
相反，如果开采不当，后果绝对是灾难性的。在全球变暖方面，甲烷的作用比二氧化碳大20倍；对可燃冰沉积物哪怕是最小的破坏，也足以造成大量甲烷气体泄漏，从而造成强烈的温室效应。此外，在大陆边缘海岸开采可燃冰非常困难。一旦发生井喷事故，将引发海啸、海底滑坡、海水中毒等灾害。所以可燃冰的开发利用就像一把双刃剑，需要小心对待。[编辑此段]世界各国竞相开发可燃冰1960。前苏联在西伯利亚发现可燃冰，并于1969投入开发。美国于1969年开始可燃冰的调查，1998年可燃冰作为国家发展的战略能源被列入国家长期计划；日本从1992开始关注可燃冰，目前已基本完成周边海域可燃冰的调查和评价。但是德国是第一个挖出可燃冰的国家。
从2000年开始，可燃冰的研究和勘探进入高峰期，世界上至少有30个国家和地区参与其中。其中美国的方案最为完善——总统科技委员会推荐可燃冰的研发，参众两院也有不少人提出法案支持可燃冰的研发。目前美国每年用于可燃冰研究的财政拨款达数千万美元。
为了开发这种新能源，在19国家的参与下，成立了深部地层海洋地质取样联合研究所，50名科技人员驾驶配备先进实验设施的船，从美国东海岸出发，对海底可燃冰进行勘探。这艘可燃冰勘探专用船的七层船舱配备了先进的实验设备。这是世界上唯一一艘可以在深海下采集岩石样本的船。该船配备了实验设备，可用于研究沉积学、古人类学、岩石学、地球化学和地球物理学。这艘特殊用途的船由德克萨斯州的一所M大学领导，它由英国、德国、法国、日本、澳大利亚和美国的科学基金会和欧洲联合科学基金会提供经济援助。【编辑段】可燃冰在世界的分布。作为21世纪重要的后续能源，海底天然气水合物及其对人类生存环境和海底工程设施的灾害影响日益受到世界各国科学家和政府的关注。始于20世纪60年代的深海钻探计划(DSDP)和随后的大洋钻探计划(ODP)在世界各大洋和海域进行了大量的深海钻探和海洋地质地球物理勘探，在许多海底区域直接或间接发现了天然气水合物。截至目前，世界海底天然气水合物的主要分布区域有墨西哥湾、加勒比海、南美洲东部大陆边缘、非洲西部大陆边缘和美国东海岸的黑高原，以及西太平洋的白令海、鄂霍次克海、千岛群岛海沟、冲绳海槽、日本海、四国海槽、南海海槽、苏拉威西海和新西兰北部海域。东太平洋的中美洲海槽、加利福尼亚近海海槽和秘鲁海槽，印度洋的阿曼湾，南极的罗斯海和威德尔海，北极的巴伦支海和波弗特海，大陆的黑海和里海。
因此，自20世纪80年代以来，美国、英国、德国、加拿大和日本等发达国家投入巨资开展了国内外天然气水合物的调查、研究和评价工作，而美国、日本、加拿大和印度等国家则制定了天然气水合物勘探开发的国家计划。特别是日本和印度，在天然气水合物的勘探和开发方面处于领先地位。
2009年9月，中国地质部门宣布在青藏高原发现了一种名为可燃冰(又称天然气水合物)的环保新能源，预计十年左右投入使用。这是中国首次在陆地上发现可燃冰，使中国成为继加拿大和美国之后，第三个通过国家计划钻探在陆地上发现可燃冰的国家。据粗略估计，远景资源至少为350亿吨油当量。
【编辑此段】可燃冰在中国的情况作为世界上最大的发展中的海洋强国，中国的能源短缺问题十分突出。目前，我国油气资源供需缺口较大。1993中国已经从油气出口国转变为净进口国，1999年进口石油4000多万吨，2000年进口石油近7000万吨。预计2010石油缺口将达2亿吨。因此，迫切需要开发新能源来满足中国经济的快速发展。海底天然气水合物资源丰富，上游的勘探和生产技术可以借鉴常规油气，下游的天然气运输和使用非常成熟。因此，加强天然气水合物的调查和评价是落实党中央、国务院确定的可持续发展战略的重要举措，也是发展21世纪新能源、改善能源结构、增强综合国力和国际竞争力、保障经济安全的重要途径。
中国海底天然气水合物的研究和勘探取得了一些进展。在南海西沙海槽等海域发现了天然气水合物的地球物理标志BSR，说明中国海域也有天然气水合物资源分布，值得进一步研究。同时，青岛海洋地质研究所建立了具有自主知识产权的天然气水合物实验室，并成功点燃天然气水合物。[编辑此段]中国在海底发现可燃冰。2005年4月14日，中国在北京举行了在中国地质博物馆采集首批发现的天然气水合物碳酸盐样品的仪式。
宣布中国首次发现世界上最大的“冷泉”碳酸盐岩分布区，被视为“可燃冰”或天然气水合物存在的重要证据，面积约430平方公里。
这一分布区是由“苏萨风”号科考船在南海北坡由中德联合开展的南海天然气水合物调查中首次发现的。冷泉碳酸盐岩的形成被认为与海底天然气水合物系统和生活在冷泉喷口附近的化学生物群落的活动有关。本次考察期间，在南海北坡东沙群岛以东海域发现了大量自生碳酸盐岩，水深分别为550米至650米和750米至800米。海底电视观测和电视抓斗取样发现，海底产生了大量管状、烟囱状、甜甜圈状、板状和块状的自生碳酸盐岩，它们或单独躺在海底，或突然从沉积物中突出。来自喷口的双足贝壳呈点状分散，巨大的碳酸盐结构矗立在海底，类似于在哥斯达黎加边缘海和美国俄勒冈州近海发现的“化学礁”，但规模更大。
“可燃冰”是一种白色或浅灰色的固体结晶物质，外观呈冰状，由天然气和水分子结合而成。由于其成分为80% ~ 99.9%的甲烷，这些碳酸盐岩的形成和分布记录了富甲烷流体的类型、性质、来源、强度变化及其与海底可能存在的水合物体系的关系。
中德科学家一致建议，将自生碳酸盐岩区最典型的构造以离工作区最近的中、港、九命名为“九龙甲烷礁”，其中“龙”代表中国，“九”代表几个研究小组的合作。【编者按】根据战略规划，2006-2020年中国可燃冰的商业化发展路线将处于调查阶段，2020-2030年为试生产阶段，2030-2050年中国可燃冰将进入商业化生产阶段。【编辑此段】日本冒险开采可燃冰可能导致海沟坍塌。如今，迫于发展需要，急于改变能源依赖他人局面的日本，将目光投向了海底沉睡的“能源晶体”——天然气水合物，又称“可燃冰”。(是水和天然气在中高压低温下混合产生的结晶物质。看起来像冰雪，点火就能燃烧。)在日本附近平静的太平洋水下3000英尺处，数亿吨可燃冰正等待被利用。日本认为，如果这些资源能够为日本所用，将大大改善其对中东和印尼能源进口的依赖。据初步估算，这些“可燃冰块”可以在日本使用14年。但在开发这些未知资源的同时，有一个关键问题必须处理:环境保护。
日本和加拿大合作开采“可燃冰”
在距离本州岛海岸30英里处，科学家发现了一条储量惊人的海沟:海沟中的甲烷呈晶体状，厚约500米，总量达40万亿立方米。这个储量虽然比不上沙特或者俄罗斯的石油资源，但是足够日本用一段时间了。日本科学家对这一结果感到非常兴奋，他们表示将尽快拿出合适的计划来开采这些被遗忘的资源。
与日本相比，拥有广阔海洋资源的加拿大在这方面可以说是先行一步。他们通常采用“降压”的方法来开采这种冰冻资源，即先在冰层上打许多很深的洞，然后使用大量的水泵来降低钻井带来的沉重压力，使有用的甲烷气体从海水中分离出来，慢慢漂浮到便于人类提取的深度。来自日本和加拿大的科学家决定合作，用这种最有效的方法来开发本州岛附近海域的资源。
日本政府很快同意了这种开采方式。第一次演习于今年4月完成，其余的测试将于2008年初完成。
采矿业面临许多未知的威胁。
除了巨大的能源，还有许多无形的危险在向日本招手。比如“降压”法的第三步，降压使大量甲烷气体缓慢漂浮在海面上，这些温室气体会对全球气温产生什么影响还是未知数。日本政府也表示，他们一直非常重视环保，绝不会为了能源而牺牲环境。为了以防万一，他们已经安排了许多初步测试。
这在成功挖掘后还是一个顾虑，在挖掘过程中还有很多未知的威胁。科学家提醒日本政府警惕海底海沟在开采过程中坍塌。看似平静的海洋下正在发生什么变化，人们还没有完全弄明白。如果在开采中不慎造成目标海沟坍塌或类似泥石流的灾难，不仅会给开采国带来巨大的人力和财力损失，还会让世界担心从中泄漏出大量温室气体。
此外，在海底大规模钻探和安装各种设备，无疑会让鱼类远离海岸，靠海为生的渔民收入自然会受到很大影响。日本渔民表达了这样的担忧。