可燃冰是什么？可燃冰的形状可燃冰是纯净物吗可燃冰化学式(4)

　　阿拉斯加北部斜坡区天然气水合物开采试验5Ng鄂东网|www.xianzhaiwang.cn

　　美国阿拉斯加北部普拉德霍湾—库帕勒克河地区，位于阿拉斯加北部斜坡地带。1972年阿科石油公司和埃克森石油公司在普拉德霍湾油田钻探常规油气井时于664～667m层段采出了天然气水合物岩心。其后在阿拉斯加北部斜坡区进行了大量天然气水合物研究。在此基础上，2003年在该区实施了一项引人注目的天然气水合物试采研究项目。该项目由美国Anadarko石油公司、Noble公司、Mau2rer技术公司以及美国能源部甲烷水合物研究与开发计划处联合发起，目标是钻探天然气水合物研究与试采井———热冰1井。这是阿拉斯加北部斜坡区专为天然气水合物研究和试采而钻的第一口探井。5Ng鄂东网|www.xianzhaiwang.cn

　　天然气水合物开采中的环境问题5Ng鄂东网|www.xianzhaiwang.cn

　　天然气水合物藏的开采会改变天然气水合物赖以赋存的温压条件，引起天然气水合物的分解。在天然气水合物藏的开采过程中如果不能有效地实现对温压条件的控制，就可能产生一系列环境问题，如温室效应的加剧、海洋生态的变化以及海底滑塌事件等。5Ng鄂东网|www.xianzhaiwang.cn

　　(1) 甲烷作为强温室气体，它对大气辐射平衡的贡献仅次于二氧化碳。一方面，全球天然气水合物中蕴含的甲烷量约是大气圈中甲烷量的3 000倍 ;另一方面，天然气水合物分解产生的甲烷进入大气的量即使只有大气甲烷总量的0。 5 %，也会明显加速全球变暖的进程。因此，天然气水合物开采过程中如果不能很好地对甲烷气体进行控制，就必然会加剧全球温室效应。除温室效应之外，海洋环境中的天然气水合物开采还会带来更多问题。①进入海水中的甲烷会影响海洋生态。甲烷进入海水中后会发生较快的微生物氧化作用，影响海水的化学性质。甲烷气体如果大量排入海水中，其氧化作用会消耗海水中大量的氧气，使海洋形成缺氧环境，从而对海洋微生物的生长发育带来危害。②进入海水中的甲烷量如果特别大，则还可能造成海水汽化和海啸，甚至会产生海水动荡和气流负压卷吸作用，严重危害海面作业甚至海域航空作业。5Ng鄂东网|www.xianzhaiwang.cn

　　(2) 开采过程中天然气水合物的分解还会产生大量的水，释放岩层孔隙空间，使天然气水合物赋存区地层的固结性变差，引发地质灾变。海洋天然气水合物的分解则可能导致海底滑塌事件]。近年的研究发现，因海底天然气水合物分解而导致陆坡区稳定性降低是海底滑塌事件产生的重要原因。钻井过程中如果引起天然气水合物大量分解，还可能导致钻井变形，加大海上钻井平台的风险。5Ng鄂东网|www.xianzhaiwang.cn

　　(3) 如何在天然气水合物开采中对天然气水合物分解所产生的水进行处理，也是一个应该引起重视的问题。5Ng鄂东网|www.xianzhaiwang.cn

　　资料扩展5Ng鄂东网|www.xianzhaiwang.cn

　　可燃冰全称甲烷气水包合物(Methane clathrate)，也称作甲烷水合物、甲烷冰、天然气水合物。最初人们认为只有在太阳系外围那些低温、常出现冰的区域才可能出现，但后来发现在地球上许多海洋洋底的沉积物底下，甚至地球大陆上也有可燃冰的存在，其蕴藏量也较为丰富。5Ng鄂东网|www.xianzhaiwang.cn

　　甲烷气水包合物在海洋浅水生态圈中是常见的成分，他们通常出现在深层的沉淀物结构中，或是在海床处露出。甲烷气水包合物据推测是因地理断层深处的气体迁移，以及沉淀、结晶等作用，于上升的气体流与海洋深处的冷水接触所形成。5Ng鄂东网|www.xianzhaiwang.cn

　　在高压下，甲烷气水包合物在 18 °C 的温度下仍能维持稳定。一般的甲烷气水化合物组成为 1 摩尔的甲烷及每 5。75 摩尔的水，然而这个比例取决于多少的甲烷分子“嵌入”水晶格各种不同的包覆结构中。据观测的密度大约在 0。9 g/cm³。一升的甲烷气水包合物固体，在标准状况下，平均包含 168 升的甲烷气体。5Ng鄂东网|www.xianzhaiwang.cn

　　甲烷形成一种结构一型水合物，其每单位晶胞内有两个十二面体(20 个端点因此有 20 个水分子)和六个十四面体(tetrakaidecahedral)(24 个水分子)的水笼结构。其水合值(hydratation value)20 可由 MAS NMR 来求得。[2] 甲烷气水包合物频谱于 275 K 和 3。1 MPa下记录，显示出每个笼形都反映出峰值，且气态的甲烷也有个别的峰值。5Ng鄂东网|www.xianzhaiwang.cn

　　自 20 世纪 60 年代以来，人们陆续在冻土带和海洋深处发现了一种可以燃烧的“冰”。这种“可燃冰”在地质上称之为天然气水合物(Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate)，又称“笼形包合物”(Clathrate)，分子结构式为：CH4·nH2O，现已证实分子结构式为CH4·8H2O。

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