上濟充通大学 Shanghai Jiao Tong University Stability Temperature C 0 2 4 68 1012 14 16 0 100 200 Free gas and water 300 400 Temperature A 500 600 700 Seafloor 800 Geothermal 900 gradient 1000 BSR 1100 Gas hydrate and water 1200
Shanghai Jiao Tong University Stability Temperature Geothermal gradient Free gas and water Gas hydrate and water B A
上游充通大￥ II形成 Shanghai Jiao Tong University 1.天然气水合物形成的地理地质条件 三个基本条件：低温(<10℃)，高压，天然气气源+水。 1高纬度地区的永久冻土带。 2海底水深300~500m以下（由温度决定），主要附存于陆坡岛屿和盆地 的表层沉积物或沉积岩中，也可以散布于洋底以颗粒状出现。 3从大地构造角度来讲，天然气水合物主要分布在聚合大陆边缘大陆 坡、被动大陆边缘大陆坡、海山、内陆海及边缘海深水盆地和海底扩 张盆地等构造单元内。 据估计，陆地上20.7%和大洋底90%的地区，具有形成天然气水 合物的有利条件。绝大部分的天然气水合物分布在海洋里，其资源量 是陆地上的100倍以上
Shanghai Jiao Tong University 三个基本条件：低温（ <10℃ ），高压，天然气气源+水。 1高纬度地区的永久冻土带。 2海底水深300～500m以下(由温度决定)，主要附存于陆坡岛屿和盆地 的表层沉积物或沉积岩中，也可以散布于洋底以颗粒状出现。 3从大地构造角度来讲，天然气水合物主要分布在聚合大陆边缘大陆 坡、被动大陆边缘大陆坡、海山、内陆海及边缘海深水盆地和海底扩 张盆地等构造单元内。 据估计，陆地上20.7%和大洋底90%的地区，具有形成天然气水 合物的有利条件。绝大部分的天然气水合物分布在海洋里，其资源量 是陆地上的100倍以上。 II 形成 1.天然气水合物形成的地理地质条件
上游充通大￥ 2.海底沉积物中的甲烷水合物 Shanghai Jiao Tong University 海底沉积物中含有大量有机质，它 们腐败即产生甲烷（沼气）。在海 洋沉积物表层，因为有氧化剂（如 溶解于水中的氧和硫酸根)，甲烷 会被氧化。当氧化剂耗尽后，甲烷 形成。如果甲烷含量足够而且温压 合适，与水反应形成甲烷水合物。 当沉积物的温度继续升高，甲烷水 合物不稳定，分解成为甲烷气体
Shanghai Jiao Tong University 2.海底沉积物中的甲烷水合物 海底沉积物中含有大量有机质，它 们腐败即产生甲烷（沼气）。在海 洋沉积物表层，因为有氧化剂（如 溶解于水中的氧和硫酸根），甲烷 会被氧化。当氧化剂耗尽后，甲烷 形成。如果甲烷含量足够而且温压 合适，与水反应形成甲烷水合物。 当沉积物的温度继续升高，甲烷水 合物不稳定，分解成为甲烷气体
盒 上游充通大￥ Shanghai Jiao Tong University III意义 1.气体水合物可储存气体；如每 升甲烷水合物含约7.7摩尔甲 烷（相当于室温下约200个 Ocean 983 (includes dissolved Atmosphere 3.6 organics,and biota) 大气压的钢罐) Land 2790 (includes soil, biota,peat, and detritus) 2.甲烷水合物在地表的储藏极大 Gas hydrates Fossil 10,000 (一般估计是厅有石油和天 fuels 5,000 然气中碳储量的两倍或更多 ),可能是未来的能量来源 Distribution of organic carbon in Earth reservoirs (excluding dispersed carbon in rocks and sediments,which equals nearly 1,000 times this total amount).Numbers in gigatons (10"tons)of carbon
Shanghai Jiao Tong University III 意义 1.气体水合物可储存气体；如每 升甲烷水合物含约7.7摩尔甲 烷(相当于室温下约 200 个 大气压的钢罐) 2.甲烷水合物在地表的储藏极大 （一般估计是所有石油和天 然气中碳储量的两倍或更多 ），可能是未来的能量来源
上游充通大￥ Shanghai Jiao Tong University V自然界中天然气水合物的发现 1934年 前苏联在天然气输气管道里发现了天然气水合物。由 于水合物的形成，输气管道被堵塞。这一发现引起前苏联对天然 气水合物的重视。 口1965年前苏联首次在西西伯利亚永久冻土带发现天然气水合 物矿藏，并引起多国科学家的注意。 口1970年 前苏联开始对天然气水合物矿床进行商业开采。 1971年美国学者Sto11等人在深海钻探岩心中首次发现海洋天 然气水合物，并正式提出“天然气水合物”概念。 1974年，前苏联在黑海1950米水深处发现了天然气水合物的冰 状晶体样品。 ▣1979年，国际深海钻探计划(DSDP)第66和67航次在墨西哥湾 实施深海钻探，从海底获得91.24米的天然气水合物岩心，首次验 证了海底天然气水合物矿藏的存在
Shanghai Jiao Tong University IV自然界中天然气水合物的发现 1934年 前苏联在天然气输气管道里发现了天然气水合物。由 于水合物的形成，输气管道被堵塞。这一发现引起前苏联对天然 气水合物的重视。 1965年 前苏联首次在西西伯利亚永久冻土带发现天然气水合 物矿藏，并引起多国科学家的注意。 1970年 前苏联开始对天然气水合物矿床进行商业开采。 1971年 美国学者Stoll等人在深海钻探岩心中首次发现海洋天 然气水合物，并正式提出“天然气水合物”概念。 1974年，前苏联在黑海1950米水深处发现了天然气水合物的冰 状晶体样品。 1979年，国际深海钻探计划（DSDP）第66和67航次在墨西哥湾 实施深海钻探，从海底获得91.24米的天然气水合物岩心，首次验 证了海底天然气水合物矿藏的存在