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天然气基础
什么是可燃冰
    谈到能源,人们立即想到的是能燃烧的煤、石油或天然气,而很少想到晶莹剔透的“冰”。然而,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CH4·8H20。
  天然气水合物是一种白色固体物质,外形像冰,有极强的燃烧力,可作为上等能源。它主要由水分子和烃类气体分子(主要是甲烷)组成,所以也称它为甲烷水合物。天然气水合物是在一定条件(合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、PH值等)下,由气体或挥发性液体与水相互作用过程中形成的白色固态结晶物质。 一旦温度升高或压强降低,甲烷气则会逸出,固体水合物便趋于崩解。(1立方米的可燃冰可在常温常压下释放164立方米的天然气及0.8立方米的淡水)所以固体状的天然气水合物往往分布于水深大于 300 米 以上的海底沉积物或寒冷的永久冻土中。海底天然气水合物依赖巨厚水层的压力来维持其固体状态,其分布可以从海底到海底之下 1000 米 的范围以内,再往深处则由于地温升高其固体状态遭到破坏而难以存在。
  从物理性质来看,天然气水合物的密度接近并稍低于冰的密度,剪切系数、电解常数和热传导率均低于冰。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,这些差别是物探方法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。
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