海洋甲烷水合物:一种“待开发利用的”天然气资源

摘要

甲烷水合物是由天然气(主要是 CH_4)和水组成的象冰一样的化合物,其晶体结构有效地凝缩着 CH_4(每立方米的水合物可以产生超过150立方米的 CH_4)。水合物“粘结”沉积并给予相当的机械强度;它们填满孔隙并限制了渗透率。生物成因和热成因的两种 CH_4都已从水合物中回采。水合物分布在永冻区中(包括大陆架),且在“水合物稳定带”(HSZ)内水深约400m 以下的海底沉积物中是稳定的。这是一个与地表平行的热力学平衡带,它从沉积物表层向下延伸到由温度、压力和局部热流决定的某一深度。CH_4和水就稳定在 HSZ 之下。尽管水合物的经济回采已在北极区实现,但海洋水合物作为一种能源具有更大的潜势。CH_4气的各种圈闭可由于海洋水合物形成。另外,已经观察到在水合物自身中的气体、在等深区附近封闭在 HSZ 中的简单气体圈闭和涉及水合物与构造/地层单元的复合圈闭。据估算,地球上至少两倍于所有其它化石燃料的可燃碳与 CH_4水合物有关。所以,在海洋水合物及其相关物中的CH_4的评估成为主要能源勘探的一个新领域。