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    天然气水合物与百慕大三角之迷<%=id%>

    一、气水合物——本世纪最重大的发现

      问:在自然界确实有天然气水合物存在吗?一些人说,气水合物是本世纪最重大的发现,另一些人则另认为这是20世纪的无稽之谈。气水合物对人类究竟有害还是有益?要知道,在很早以前天然气工业就遇到了输气管道被水合物堵塞的问题。

      答:水合物是造成煤气管道堵塞的原因。水合物这一名词首先由美国人I.G.Gammien-Shmidt于1934年提出的。到了1946年,苏联学者И.Н.斯特里若夫在描述了矿井掌子面内各种气体收集装置中的水合物形成实例之后,从理论上做出结论:自然界中可能存在气水合物藏。1970年,А.А.特罗费姆克和Н. В.切尔斯基院士、地质—矿物学博士В.Г.瓦西里耶夫、技术科学博士Ф.А.特列宾和Ю.Ф.马科贡等一批原苏联科学家发现了天然气的这样一个特性,它可以固态形式存在于地壳中并形成气水合物藏。

      问:这些科学家预测了陆地上有气水合物存在,而您本人是预测海上气水合物的科学家之一,你们发表在1973年的题为《论超大型海上气水合物藏》的文章在地质学家和石油专家当中越来越受赞誉。请您谈这方面的情况。

      答:1973—1975年,评价世界海洋气水合物形成规模的有三个人,一位是А.А.特罗费姆克院士,他是国内重要的石油专家。另一位是Н. В.切尔斯基院士,他是位在科学上开拓新路的研究家。第三个是我,当时我是边远城市雅库茨克的一名年轻学者。

      问:为了确证预测,就要在自然界发现实实在在的气水合物藏。这样的气藏真的找到了吗?

      答:找到了。美国和苏联研究家在海底和洋底确实发现了气水合物藏,它们的存在正如我们从理论上预测的那样。要知道,我们的预测是以理论模式为依据的,还缺乏各种实际资料。许多人把我们的假设看成游戏。也只有现在我们才感觉到,当时的预测是对的。我们的文章推动了美国人,他们开始在自然界寻找气水合物并且找到了它。于是,出现了一个实际开发气水合物藏的问题,还有开发的技术—经济评价问题。当然这还需要进行严肃的论证。

      二、什么是气水合物

      问:什么是气水合物?

      答:这是一种象普通雪一样的遇热迅速分解的白色结晶体。说得通俗一些,这是一种固态化合物,一种烃类气体源。根据计算,自然界的气水合物要比常规气田天然气多好几个数量级。这种气体与低沸点含水液体的固态分子化合物在各种不同压力和温度(零上和零下)下非常稳定。一定体积的气水合物可以含100~150倍(或更多些)于这个体积的烃气。

      问:气水合物在自然界的分布情况怎样?是否可以认为它是烃类资源的重要来源?

      答:气水合物形成和保存在永久冻土带,首先是在格陵兰和南极地带厚的冰川覆盖层下,那里是世界能源库所在。无论是这种非常规能源还是它的保存地都是不寻常的。大约27%的陆地和90%多的海域都含有气水合物。陆地下的气水合物产在200~2000m深处,洋底之下沉积物中的气水合物埋深500~800m。在苏联,气水合物分布在欧洲部分西北部、西伯利亚和远东。

      三、怎样寻找陆上气水合物藏?

      问:怎样寻找陆上气水合物藏?

      答:在陆上找气水合物藏和找普通的油气藏一样,但也有自己特殊方法和标志。这些方法和标志可以查明两种烃类聚集地区,一是有重要战略意义的地区,二是适于今天开发的地区,假若弄清了气水合物藏的特殊标志(特殊构造、热异常等)和有目的的利用它,那就可以着手开发譬如在雅库梯亚发现的和在西伯利亚其它地区(包括西西伯利亚含油气省)正在发现的大型气水合物田。

      问:怎样寻找海上气水合物藏?

      答:在海底沉积物含有气水合物的情况下,弹性波的通过速度会增加若干倍。据此,寻找气水合物时可利用标准的地震和地声勘探方法。可以用密封的和不密封的采样器直接采取沉积物样品。在墨西哥湾钻井时,美国的“戈洛马尔—挑战者”号船在大西洋和太平洋深水钻井时都取到了带有海洋沉积物的气水合物。在黑海、里海、鄂霍次克海和波罗的海海底以及贝加尔湖湖底都采到了带有沉积物的气水合物。今天,在所有的海和洋都发现有气水合物。

      问:勘探气水合物方法是什么?

      答:平常,在钻井过程中通过观察钻浆中充气和短时间的排气现象(特别是气水合物藏有气态氮帽时)来发现气水合物层。但是,最好还是用采样器在远景深层取岩芯并用专门的除气器对岩芯进行分析。因为气水合物在大自然中的分解过程要持续若干小时,所以取(哪怕是用非密闭采样器)出来的岩芯的冒气也可持续一定时间。根据这一特点,是可以直接证明有无水合物。

      在分析测井图(高

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    值区)时,可根据热钻浆的变化来判断有无气水合物。也可向井中加注能分解水合物的专门药剂,此法可判别出产层的界面。

      还有:电法测井;声波测井;测温法(水合物的分解伴随着吸热,气水合物层则显示负温度)。产层的电介质渗透性与含水层之间的差异性也可利用。另外还有井径测量法。此法可记录形成于井壁的孔洞,因为气水合物形成过程中岩层会失去机械强度并出现坍塌。总的来说,气水合物勘探的程式是:“观察—使用药剂—观察”。综合运用上述方法,在阿拉斯加和加拿大所钻的400口井中都显示了良好的效果。

      四、气水合物藏是否容易开发?

      问:假如说气水合物藏已经找到了并作了评价,那么这是不是意味着,问题只解决了百分之一(而不是千分之一),根本的问题是不是如何开发它?

      答:开发的本质在于将气水合物分解成气与水,然后再收集气。如果气水合物占据了层孔的30~40%,那已经不是气水合物藏,而是气—气水合物藏。采掉游离气,层压下降,平衡被破坏,气水合物开始分解,层温迅速降低。继续采气或者“补充”温度,平衡继续被破坏。要是加注药剂,可使气水合物的温度稳定性大大降低。理论计算表明,若加上与围岩的热交换这一因素,气水合物分解时层温一般可降低20℃。然而20年的研究实践证明,层温只下降了3~10℃

      问:开采天然气和天然气水合物哪个更合算?

      答:依据气水合物藏的最佳开采时限为30~40年,各井涌气量为30000 m3/昼夜(这一标准对采气来说在目前是有利可图的)这组数字可以算出,每井气的最小储量应为3~4亿m3。这样,对那些可以开采的气藏来说布井的密度应为30~40万m2/井。在天然气工业中,布井密度一般为25 万m2/井。据此可以看出,气水合物藏比常规天然气藏不仅在今天而且在今后都具竞争力。

      问:开采气水合物藏需要解决哪些技术问题需要多大的投资?

      答:当然,问题并不像说的这样简单。为了分解井底的气水合物,需要加注甲醇,还要使用加温装置。这两种再加上其它特殊手段就两倍地有时是更多倍地提高了采气成本。给产层加温最好利用天然热水,如产层下部的60~70℃矿化水—盐水。开采阿拉斯加北部陆上气水合物藏和墨西哥湾水域海洋沉积物的实践表明,在解决好技术工艺问题时,采气成本是可以相当于现行标准甚至还可以低些。

      五、百慕大三角的气水合物

      问:世界新闻媒介曾传播了百慕大三角与气水合物有联系的消息,这确定可靠吗?这种联系的实质是什么?

      答:百慕大三角是有野生生物繁殖的热带洋区。那里有许多有机物。有机物死亡后便沉到了洋底。于是出现了这样一个循环:死有机物—气—气水合物,气水合物的数量有多大,难以估计。气水合物与海洋沉积物混在一起,形成了一个多孔的海绵状的密度为0.9g/cm3的环境,也就是说,比水的密度小。气水合物在这样的环境里是呆不住的。在深部洋流的作用下,它们重新分布在沉积物中。如果气水合物层位于洋底的最边缘,就必然产生一种外推力。大块大块的气水合物离开沉积物,在热水中上移时迅速地、几乎是*般地发生分解。一定体积的固态气水合物晶体可以产生100~150倍于这个体积的气体,形成密度为0.1的基本上都是气的水气混合物。

      问:在密度为0.1的这种环境会出现什么情况?

      答:轮船、飞机、军舰陷入这种环境会沉到洋底,就象一块石头掉到水里一直会沉到底一样。甲烷云刹那间可杀死船、机上的人和一切有生命的东西。海面上可形成强大的水动力流,涡流和气旋。要是直升机和其它飞机飞得不高,就会被从空中吸进水里,就象人摆弄纸制玩具一样轻而易举。此外,百慕大三角的景象还有:轰鸣声、*声和闪光,然后是寂静、空旷和虚无。

      六、到底有没有能源危机?

      问:目前,在全世界的实验室里总共只有不足1~2公斤的被称为用非常规方法获得的烃类。然而它们并不是首先在实验室里获得的。而是先推测在自然界里有这种东西然后才找到了它。理论推测工作是苏联科学家完成的,美国学者发现了它在自然界的大量存在。令人费解的是:手头上掌握的气水合物只有一丁点,嘴上却说这种东西能为人类服务一个世纪(至少可到下一世纪中叶)。这是不是一种自欺欺人?

      答:首先让我们回忆一下居里夫妇在本世纪初的境状。那时,在巴黎郊区的一间小棚子里,居里夫妇手里也只有刚刚发现的几个毫克的镭,但是科学家在当时已经预见到了放射性时代,预见到了原子时代并认为原于能在自然界是取之不尽用之不竭的。这种预见不是已经被历史证实了吗?

      今天,人们就能源问题向科学界质疑:到底有没有能源危机?我们回答是:如果坚持传统的

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    观点并指望常规的油气能源,我们说,能源危机有。如果接受非常规烃类能源的观点,我们说,能源危机将不会有。

      问:天然气水合物的全球资源远景如何?

      答:在资源量上苏联陆上的气水合物比天然气没有特别的优势,所以对陆上气水合物的评价可留待以后去做。至于海底沉积物里和几十米到几百米深层的气水合物资源量比其它各类型的烃类燃能资源都多,多许多倍。普查勘探时可利用区域地球物理方法和直接地球化学方法。在海洋盆地中,气水合物藏比常规天然气有着明显的和很大的优势。毫无疑问,可以首先开发水域烃藏中的气水合物,并可用于燃料能源平衡。将来,人类可以着手对陆上的气水合物实行工业开采。

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