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可燃冰为什么难开采(可燃冰为何还不开采)

admin2023-01-17科技生活119

可燃冰已经发现,为什么不进行开发?

主要是可燃冰的开采涉及复杂的技术问题,所以目前仍在发展阶段,估计需要10至30年的时间才能投入商业开采。开采比较困难,更严重的是,开采过程中很可能导致大量甲烷(可燃冰有效成分)泄露到大气中,加剧温室效应(不仅二氧化碳,甲烷等许多气体也是温室气体)。

开采方案主要有三种。第一是热解法。利用“可燃冰”在加温时分解的特性,使其由固态分解出甲烷蒸汽。但此方法难处在于不好收集。海底的多孔介质不是集中为“一片”,也不是一大块岩石,而是较为均匀地遍布着。如何布设管道并高效收集是急于解决的问题。

方案二是降压法。有科学家提出将核废料埋入地底,利用核辐射效应使其分解。但它们都面临着和热解法同样布设管道并高效收集的问题。

方案三是“置换法”。研究证实,将CO2液化(实现起来很容易),注入1500米以下的洋面(不一定非要到海底),就会生成二氧化碳水合物,它的比重比海水大,于是就会沉入海底。如果将CO2注射入海底的甲烷水合物储层,因CO2较之甲烷易于形成水合物,因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子“挤走”,从而将其置换出来。

可燃冰的开采涉及复杂的技术问题,所以目前仍在发展阶段,其实,中国、美国、加拿大、印度、韩国、挪威和日本已开始各自的可燃冰研究计划,其中日本建成7口探井,期望在2010年投入商业开采,美国近年也急起直追,希望在2015年在海床或永久冻土带进行商业开采。

可见,“可燃冰”带给人类的不仅是新的希望,同样也有新的困难,只有合理的、科学的开发和利用,“可燃冰”才会真正的为人类造福。

可燃冰为何开采难度大?目前主流的开采方案是什么?

“三大以上”是指专利多,设备多,年轻人多。“目前,我们获得了100多项关于可燃冰的国家专利许可,5项国际专利。”该研究所天然气水合物地质室主任刘昌龄最近介绍说,该研究所与可燃冰相关的专利数量有所增加,仅去年就获得了3项国际专利、17项国家发明专利和25项国家实用新型专利。在实验室里,记者看到了该团队自行开发的几十种可燃冰的实验设备和装置。“由于研究目的与实验测试的参数不同,可燃冰模拟实验需要多种类型的实验装置和设备。很多研究没有现成的仪器,所以我们会根据研究的需要,每年开发两三套新的设备。”刘流玲说。

记者了解到,目前该团队累计开发了20多套可燃冰实验装置和设备,形成了30多项可燃冰实验专利技术。该队共有34人,包括7名博士后。这支以“80后”为主体的年轻团队为我国可燃冰研究技术的发展做出了重要贡献。“直接挖掘没有效果。柳昌龄表示:“可燃冰分布在沉积物的缝隙中,含量低,在大面积挖掘沉积物会对海底环境造成严重破坏,造成工程和地质危险。”

目前国际公认的可燃冰开采方法是现场分解法,通过外力改变可燃冰的稳定存在条件,在地层中原地分解,产生流动的气体和水,采用石油、天然气等开采方法将这些流体采集到地面。此次试债一个月内总产量86.14万立方米,日均产量2.87万立方米,是第一次60天产量的2.8倍。试采攻克了深水浅地层水平井钻井的核心技术,大大提高了产期规模,为生产性试采和商业开采奠定了坚实的技术基础。我国也成为世界上首个利用水平井钻井技术试采海域天然气水合物的国家。

自主开发实现天然气水合物勘探和开采产业化的核心技术和设备系统,极大地提高了深海勘探开发能力。形成了6个主要类别32个核心技术,其中6个占优势。开发了12个核心设备,其中调节油井稳定的装置吸锚打破了外国垄断。这些技术装备在海洋资源开发、涉海工程等领域具有广阔的应用前景,将形成新的深海技术装备产业链,加强我国“深海进入、深海勘探、深海开发”的能力。

南海有丰富的可燃冰,为什么不大量开采?

任何资源都不能大量开采,天然气水合物在给人类带来新的能源前景的同时,对人类生存环境也提出了严峻的挑战。天然气水合物中的甲烷,其温室效应为CO2的20倍,而全球海底天然气水合物中的甲烷总量约为地球大气中甲烷总量的3000倍,若有不慎,让海底天然气水合物中的甲烷气逃逸到大气中去,将产生无法想象的后果。而且固结在海底沉积物中的水合物,一旦条件变化使甲烷气从水合物中释出,还会改变沉积物的物理性质,极大地降低海底沉积物的工程力学特性,使海底软化,出现大规模的海底滑坡,毁坏海底工程设施,如:海底输电或通讯电缆和海洋石油钻井平台等。

天然可燃冰呈固态,不会像石油开采那样自喷流出。如果把它从海底一块块搬出,在从海底到海面的运送过程中,甲烷就会挥发殆尽,同时还会给大气造成巨大危害。为了获取这种清洁能源,世界许多国家都在研究天然可燃冰的开采方法。科学家们认为,一旦开采技术获得突破性进展,那么可燃冰立刻会成为21世纪的主要能源。

可燃冰被誉为“未来的能源”。1立方米的固体可燃冰分解后可释放出164立方米标准状况的气态天然气,只相当于1/6立方米的液体或固体天然气,因此热值只相当于石油的约1/6。

但是,可燃冰开采难度之大也是业界公认的。可燃冰靠低温高压封存,如温度升高,水合物中的甲烷可能溢出;或者如冰块消融、压力回升,一旦控制不当,可能造成海底滑坡等地质灾害。因此未来要在环境保护的前提下对可燃冰进行适当开采,满足所需。

可燃冰目前不能大量使用的原因?

1、可燃冰本身增加了可开采的难度

可燃冰是一种固状物,它不像石油这样的液态资源,打个钻井就会从地下喷出来。而且可燃冰分布在几百米深的海底和冻土带,肯定不能像开采煤炭一样挖很大很深的矿坑。

退一步来讲,就算我们在冻土带挖了一个很大的矿洞,也不可能像搬砖一样把可燃冰搬出来。

可燃冰是在高压、低温的环境中形成的。在开采可燃冰的过程中,如果不能维持这样的环境,那么可燃冰就会很快的挥发掉,这样的开采还有什么意义呢。

2、可燃冰开采不当将会危害生态环境

可燃冰在常温和常压环境下极易分解释放甲烷,稍有不慎就可能酿成环境灾难。甲烷是一种强温室气体,没有安全有效的开采和储存手段,可燃冰释放的甲烷将会泄露,造成全球气候变暖。

泄露的甲烷一旦排入到海水中,氧化作用会消耗海洋中大量的氧气,危害海洋生物的生存和发育;如果排入海水的甲烷量特别大,还可能造成海水汽化和海啸,造成更大的自然灾害。

3、大规模开采可燃冰还会引发地质灾害

在地球千百年的演变中,可燃冰早已和地下周围的岩层固结,共同支撑着上部的海底大陆架和冻土带。

大力开采可燃冰,将会改变支撑岩层的物理性质,释放岩层孔隙空间,降低了可燃冰周围岩层的工程力学特性,使周围地层的固结性变差。

这就好比一个实心的木球,怎么压都压不坏,要是把木球里面掏空了就剩一个薄薄的外壳,只要轻轻一踩木球就会四分五裂。

这种情况如果发生在海底,就会引发大规模的海底滑坡等地质灾害;如果发生在冻土带,会让地面垮塌,形成一个个深不见底的大坑。无论出现哪种情况,都会危害钻井平台的危害。

可燃冰开采难度在哪

埋藏深,对开采装置要求高。

海域的天然气水合物大多赋存于距海面900米~1200米处,埋藏在海床0米~300米的深度。甲烷在寒冷、黑暗的条件下,以冰一样的状态存在。在采样时,要改变它的物理状态,很容易就使其融化,因此对保压取芯装置的要求非常高,大规模开采更加困难。

可燃冰为何难开采?

但人类要开采埋藏于深海的可燃冰,尚面临着许多新问题。有学者认为,在导致全球气候变暖方面,甲烷所起的作用比二氧化碳要大10—20倍。而可燃冰矿藏哪怕受到最小的破坏,都足以导致甲烷气体的大量泄漏。另外,陆缘海边的可燃冰开采起来十分困难,一旦出了井喷事故,就会造成海啸、海底滑坡、海水毒化等灾害。

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