袁振東 馮詩(shī)詒

摘要： 介紹了天然氣水合物從發(fā)現(xiàn)到應(yīng)用的歷程：科學(xué)家于19世紀(jì)在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)氣體水合物，至20世紀(jì)，科學(xué)家在自然界發(fā)現(xiàn)天然氣水合物礦藏，并確定了天然氣水合物的概念。隨后，科學(xué)家從影響因素和形成模型等方面探索了天然氣水合物的形成機(jī)理，且致力于把天然氣水合物作為新型能源進(jìn)行開發(fā)利用，已在發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸天然氣等方面取得一定的成果，應(yīng)用前景將更加廣闊。

關(guān)鍵詞： 天然氣水合物； 可燃冰； 新型能源

文章編號(hào)： 10056629（2023）05008506

中圖分類號(hào)： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

天然氣水合物是指在低溫、高壓條件下，以甲烷為主的氣體與水形成的似冰狀結(jié)晶化合物，也稱甲烷水合物，俗稱可燃冰，由于其分布廣泛、能量密度高、總量巨大，有望成為未來重要能源之一［1］。從發(fā)現(xiàn)天然氣水合物至今的一百多年，相關(guān)的研究已有不少，主要集中在開采、儲(chǔ)存及水合物技術(shù)方面，例如CO2置換法開采天然氣水合物，天然氣水合物的儲(chǔ)存、運(yùn)輸以及水合物法儲(chǔ)存乙烯等。作為一種新型能源，天然氣水合物是如何被發(fā)現(xiàn)的？自然界中天然氣水合物是如何形成的？又有哪些應(yīng)用研究和發(fā)展前景呢？這些都是值得探究的化學(xué)問題。

1 天然氣水合物的發(fā)現(xiàn)及其概念的形成

1.1 實(shí)驗(yàn)室合成氣體水合物

1778年，英國(guó)化學(xué)家普利斯特里（Joseph Priestley， 1733～1804）在伯明翰的實(shí)驗(yàn)室里做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：他在一個(gè)冬天的晚上將實(shí)驗(yàn)室的窗戶打開，第二天早上回來觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。經(jīng)過一個(gè)晚上，他發(fā)現(xiàn)礬酸空氣（vitriolic acid air， SO2）在水中會(huì)結(jié)冰，而酸性空氣（marine acid air， HCl）和氟酸空氣（fluor acid air， SiF4）不會(huì)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，氣體混合物的溫度（17）低于水的凝固點(diǎn)，但沒有明確的證據(jù)表明凍結(jié)的體系是水合物，而且他本人也沒有驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的記錄［2］，因此，普利斯特里的發(fā)現(xiàn)在科學(xué)界存在爭(zhēng)議，不認(rèn)為他是第一個(gè)正式發(fā)現(xiàn)氣體水合物的人。

在普利斯特里實(shí)驗(yàn)的33年后，氣體水合物這一概念被正式提出。1810年，英國(guó)化學(xué)家戴維（Humphry Davy， 1778～1829）在皇家學(xué)會(huì)的貝克講座上報(bào)告了自己在倫敦皇家研究所實(shí)驗(yàn)室的研究結(jié)果：在-40下，氧化鹽酸氣（oxymuriatic gas，后來他稱之為“氯氣Chlorine”）的水溶液比水更容易結(jié)冰［3］。他是首次在實(shí)驗(yàn)室合成氯氣水合物的人，并于1811年著書將該氯水合物命名為“氣體水合物（hydrate of gas）”［4］。由于當(dāng)時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)其他氣體水合物，他將“氣體水合物”這個(gè)上位概念單一地賦予了氯水合物，現(xiàn)在看起來顯然是不太合適的。后來，其他氣體水合物相繼合成，如1829年的SO2水合物、1876年的Br2水合物等［5］。

1888年，法國(guó)化學(xué)家維拉德（Paul Ulrich Villard， 1860～1934）首次報(bào)告了在0℃及更高溫度下甲烷水合物的相平衡測(cè)量（Phase Equilibrium Measurement）數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)得出：在0℃時(shí)，甲烷水合物的分解壓力為27atm。這是第一次在實(shí)驗(yàn)室人工合成的甲烷水合物。

從1810年戴維首次在實(shí)驗(yàn)室合成氯氣水合物到1934年的120多年間，國(guó)外對(duì)氣體水合物的研究?jī)H停留在實(shí)驗(yàn)室，且爭(zhēng)議頗多。其主要研究?jī)?nèi)容是確定哪些氣體可以生成水合物及生成水合物的溫度和壓力條件。因?yàn)楫?dāng)時(shí)所認(rèn)識(shí)的水合物并非全是甲烷水合物，所以科學(xué)家們并沒有認(rèn)識(shí)到其在能源方面的作用。

1.2 天然氣管道內(nèi)發(fā)現(xiàn)天然氣水合物

1934年，美國(guó)學(xué)者哈默·施密特（E. G. Hammer Schmidt）在西伯利亞地區(qū)發(fā)現(xiàn)天然氣管道堵塞問題。他察覺出聚集在管道中的固體物質(zhì)在外觀上與普通的雪相似，氣體通過管道的流動(dòng)會(huì)在低處收集和壓縮積雪，直到管道完全堵塞。通過實(shí)驗(yàn)室研究與證明，得出造成堵塞的是在高壓和高于水凝固點(diǎn)的溫度下，某些氣體與水結(jié)合形成晶體化合物（水合物）［6］。這是首次在實(shí)驗(yàn)室以外發(fā)現(xiàn)的天然氣水合物，由此，科學(xué)家們開始重視天然氣水合物并進(jìn)行抑制劑方面的研究，如1939年，哈默·施密特根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出了關(guān)于抑制劑水溶液濃度的半經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式。

1946年，蘇聯(lián)學(xué)者斯特里若夫（N.H. Strizhov）從理論上做出結(jié)論：自然界可能存在氣體水合物藏（gas hydrate deposits）。20世紀(jì)60年代初期，蘇聯(lián)專家提出了一種假設(shè)：在地殼的一定熱動(dòng)力條件下（溫度達(dá)295K、壓力達(dá)250個(gè)大氣壓）可以形成固態(tài)氣體水合物藏。有利于天然氣水合物形成條件的地區(qū)占陸地面積的27％，其中大部分分布在凍結(jié)巖層區(qū)。

1.3 自然界發(fā)現(xiàn)天然氣水合物礦藏

前期對(duì)自然界中存在天然氣水合物的預(yù)測(cè)和研究工作為天然氣水合物礦田的發(fā)現(xiàn)提供了重要的理論依據(jù)。1963年，蘇聯(lián)在雅庫(kù)特鉆了1830米深的Markhinskaya井，并在1450米深的地方發(fā)現(xiàn)了溫度為0℃的巖石層，此處巖石構(gòu)造的條件與氣體水合物形成的條件相吻合，經(jīng)后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究表明巖石中有自然形成并穩(wěn)定存在的天然氣水合物的可能性［7］。1967年，蘇聯(lián)發(fā)現(xiàn)了麥索亞哈氣田，其初始原地天然氣（游離氣）為848億立方英寸，從天然氣水合物中可采的天然氣為424億立方英寸，是世界上唯一進(jìn)行商業(yè)開采的天然氣水合物礦田。綜合地球物理和熱力學(xué)研究表示，天然氣的上部覆蓋著天然氣水合物，天然氣呈游離氣狀態(tài)［8］。自由氣體的初始成分是CH4-98.6％， C2H6-0.1％， C3H8-0.1％， CO2-0.5％， N2-0.7％，水的鹽度（the salinity of water）不超過1.5％。

從1971至1979年，蘇聯(lián)科學(xué)家特羅費(fèi)姆克（A. A. Trofimuk）和德克薩斯農(nóng)工大學(xué)石油工程系的馬岡（Yuri F. Makogon， 1930—2020）等通過推斷，認(rèn)為極地地區(qū)和90％的世界大洋中存在利于氣體水合物形成的壓力、溫度條件［9］。1971年，美國(guó)科學(xué)家羅伯特·斯托爾（Robert D. Stoll， 1931—2016）在深海鉆探項(xiàng)目中有了新的發(fā)現(xiàn)：平均3600米水深的區(qū)域里，在600多米深的沉積物中發(fā)現(xiàn)了一種氣體物質(zhì)。該海洋沉積物暴露在地表?xiàng)l件下會(huì)釋放出大量的氣體，不同數(shù)量的氣體（主要是甲烷）被釋放出來，其數(shù)量似乎隨著深度的增加而普遍增加［10］。這是首次發(fā)現(xiàn)海洋天然氣水合物實(shí)物標(biāo)本，進(jìn)而正式提出了“天然氣水合物（gas hydrate）”的概念：天然氣和水在一定的溫度和壓力條件下結(jié)合形成一種類似冰的物質(zhì)。同時(shí)他從地球物理角度提出了在地震剖面上識(shí)別天然氣水合物的標(biāo)志，即“似海底反射層”（Bottom Simulating Reflectior， BSR），為之后進(jìn)行天然氣水合物的探索提供了有力的支撐。1974年，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的喬治·克萊普（George E. Claypool）和洛杉磯加利福尼亞大學(xué)地球物理學(xué)研究所的卡普蘭（Isaac R Kaplan）證實(shí)了BSR與天然氣水合物有關(guān)［11］，目前BSR已成為推測(cè)天然氣水合物存在的一個(gè)重要標(biāo)記。

據(jù)估計(jì)，全球90%的海域和超過27%的陸域存在天然氣水合物，儲(chǔ)量達(dá)2×1016m3，碳含量超過所有已探明化石燃料碳含量總和的2倍［12］。從1999年起，我國(guó)開始對(duì)天然氣水合物開展實(shí)質(zhì)性的調(diào)查和研究，在南海北部陸坡、南沙海槽和東海陸坡等多處發(fā)現(xiàn)天然氣水合物存在的證據(jù)。2008年11月5日，我國(guó)在青海省祁連山南緣永久凍土帶成功鉆獲天然氣水合物實(shí)物樣品，巖心表面見白色絮狀晶體，能直接點(diǎn)燃，巖心不斷冒出氣泡和水珠。天然氣水合物分解后巖心呈蜂窩狀構(gòu)造，在此基礎(chǔ)上2009年6月再次鉆獲天然氣水合物樣品。這是首次在我國(guó)陸域發(fā)現(xiàn)天然氣水合物。我國(guó)成為世界上第一個(gè)在中低緯度凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)天然氣水合物的國(guó)家，也是繼加拿大1992年在北美麥肯齊三角洲、美國(guó)2007年在阿拉斯加山北坡通過國(guó)家計(jì)劃鉆探發(fā)現(xiàn)氣體水合物樣品的第三個(gè)國(guó)家［13］。2020年3月18日，由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局組織實(shí)施的南海神狐海域水合物第二輪試采工作圓滿完成，創(chuàng)造了“產(chǎn)氣總量86.14萬m3、日均產(chǎn)氣量2.87萬m3”兩項(xiàng)世界紀(jì)錄，攻克了深海淺軟地層水平井鉆采核心技術(shù)。據(jù)估計(jì)，我國(guó)天然氣水合物資源總量為84×1012m3，主要分布在中國(guó)南海和青海凍土帶，南海約占總資源量的78%，凍土帶占總資源量的15%［14］。

1.4 天然氣水合物礦藏的開采

目前，各個(gè)國(guó)家對(duì)天然氣水合物礦藏的開發(fā)研究取得巨大進(jìn)展，開采方式主要有降壓法、固態(tài)流化法、注熱法、注化學(xué)試劑法以及CO2置換法等［15］。

降壓法通過降低水合物儲(chǔ)層壓力以打破水合物相平衡狀態(tài)，促使水合物分解。但降壓開采面臨著儲(chǔ)層顯熱、環(huán)境傳熱不足引發(fā)水合物再生逆反應(yīng)和冰的產(chǎn)生，出現(xiàn)產(chǎn)氣不連續(xù)、效率降低的問題。

固態(tài)流化法在原位保證流化水合物為固態(tài)，待水合物進(jìn)入密閉空間后再促進(jìn)其分解。固態(tài)流化法能降低水合物地下分解所引發(fā)的地質(zhì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，但存在產(chǎn)量偏低、采后地層修復(fù)技術(shù)難度大等問題。

注熱法主要通過向水合物層注入熱流體，打破水合物相平衡的條件，促使水合物分解出天然氣。注化學(xué)試劑法通過向地下水合物層注入化學(xué)試劑改變水合物固有相平衡，進(jìn)而使水合物在原有溫度壓力條件下分解。但是，注熱法和注化學(xué)試劑法經(jīng)濟(jì)性較差。

CO2置換法是利用二氧化碳水合物和甲烷水合物在相平衡特點(diǎn)方面的差異，在向儲(chǔ)層中注入二氧化碳的過程中，誘導(dǎo)儲(chǔ)層生成二氧化碳水合物從而置換出甲烷氣體分子。CO2置換法具有降低地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)、封存CO2以緩解溫室效應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，但置換速率和置換效率較低，制約了方法的應(yīng)用。

由于在開采過程中會(huì)釋放出大量的CH4，其造成的溫室效應(yīng)是CO2的10～20倍，這一環(huán)境問題是不可避免的，同時(shí)還存在海洋酸化、海底不穩(wěn)定所產(chǎn)生的海嘯、海底泥流以及海洋塌方等環(huán)境問題［16］。因天然氣水合物的不穩(wěn)定性且儲(chǔ)存環(huán)境較特殊，所以其開采成本偏高，我國(guó)開采天然氣水合物的成本達(dá)1323元/m3。因此，要實(shí)現(xiàn)天然氣水合物的大規(guī)模商業(yè)開采，仍需進(jìn)一步突破環(huán)境效應(yīng)、開采技術(shù)、地質(zhì)災(zāi)害等方面的難題。

2 天然氣水合物的形成機(jī)理

氣體水合物（gas hydrate），也稱籠狀水合物（clathrate hydrate），是一種籠型的結(jié)晶化合物，由水分子組成的“籠子”與客體分子（guest molecule）組成?！八\子”由水分子之間通過氫鍵相互連結(jié)而成，客體分子嵌入其中［17］。典型的氣體分子包括甲烷、乙烷、丙烷和二氧化碳。

目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的氣體水合物有SⅠ型水合物、SⅡ型水合物及SH型水合物3種［18］。SⅠ型結(jié)構(gòu)的晶胞包含2個(gè)512籠子和6個(gè)51262籠子。此處，符號(hào)512表示籠子是由12個(gè)五邊形的面組成的多面體，符號(hào)51262表示籠子具有12個(gè)五邊形的面和2個(gè)六邊形的面。類似地，SⅡ型結(jié)構(gòu)的晶胞包括16個(gè)512籠子和8個(gè)51264籠子；SH型結(jié)構(gòu)包含3個(gè)512籠子、2個(gè)435663籠子和1個(gè)51268籠子［19］。氣體水合物的晶體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

SⅠ結(jié)構(gòu)由直徑在4.2～6之間的客體分子組成，如甲烷、乙烷、二氧化碳、硫化氫等。直徑小于4.2的小分子作為單個(gè)客體形成SII結(jié)構(gòu)，如氮?dú)夂蜌錃?。直徑較大的（6

2.1 影響因素的探索

從多年凍土中發(fā)現(xiàn)天然氣水合物到從深海鉆探中發(fā)現(xiàn)天然氣水合物，兩種不同的地質(zhì)環(huán)境對(duì)其形成有不同的影響因素。1974年，喬治·克萊普和卡普蘭認(rèn)為氣體水合物在沉積物內(nèi)的穩(wěn)定深度與以下因素成正比：靜水壓力、沉積物表面的溫度、地?zé)崽荻纫约凹淄闈舛取．?dāng)氣體遇到甲烷水合物溫度穩(wěn)定區(qū)的沉積物時(shí)，它可能在此處與水結(jié)合，形成氣體水合物［21］。1993年，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的克文沃頓（Keith A. Kvenvolden）提出極地地區(qū)的氣體水合物通常與永久凍土有關(guān)，深海地區(qū)的氣體水合物被發(fā)現(xiàn)在外大陸邊緣的斜坡和隆起的沉積物中［22］。

通常假設(shè)純甲烷純水系統(tǒng)來預(yù)測(cè)自然發(fā)生的氣體水合物穩(wěn)定的深度和溫度。1996年，美國(guó)華盛頓海軍研究實(shí)驗(yàn)室的馬克斯（Michael D. Max）和美國(guó)的洛里（A. Lowrie）進(jìn)行甲烷純水體系物化試驗(yàn)（見圖2的氣體水合物相圖）。當(dāng)甲烷中加入少量其他氣體（如乙烷、二氧化碳或硫化氫）時(shí)，水合物氣體相界向右位移，水合物穩(wěn)定性增強(qiáng)，從而使水合物穩(wěn)定帶變厚；當(dāng)有鹽溶液進(jìn)入孔隙時(shí)，水合物氣體相界向左移，水合物穩(wěn)定性減弱，從而使水合物帶變?。?3］。

中國(guó)關(guān)于天然氣水合物的研究可以追溯到1980年，部分刊物陸續(xù)有關(guān)于天然氣水合物的信息介紹。1999年，石森和白冶提出氣體水合物形成并穩(wěn)定存在的理想溫度是0～10℃，壓力為10MPa，同時(shí)，他們認(rèn)為氣體水合物的形成主要受大陸邊緣的有機(jī)碳量（＞0.5％～1％）、海底沉積物中有機(jī)碳的保存能力、沉積速率和氧化狀態(tài)等因素控制。

根據(jù)已有關(guān)于天然氣水合物形成影響因素的研究可以得出：低溫和高壓對(duì)天然氣水合物的形成起重要作用。海洋天然氣水合物的形成還受到除甲烷以外的氣體和雜質(zhì)離子的影響；多年凍土中的天然氣水合物還受到氣體和地層溫度等因素的影響。

2.2 形成模式的探索

天然氣水合物在多年凍土和海洋沉積物中均能夠穩(wěn)定存在，研究者將視線放到天然氣水合物的形成模式上。1977年，美國(guó)哥倫比亞大學(xué)的布賴恩·圖約克（Brian E. Tucholke）等在北大西洋西部探測(cè)到天然氣水合物層。1983年，喬治·克萊普等提出在沉積物中天然氣形成的三個(gè)主要階段。第一階段是在低溫（<50℃）條件下，生物甲烷的形成；第二階段是埋藏溫度在80～120℃范圍內(nèi)，早期熱成（非生物）氣體形成；第三階段是溫度高于約150℃時(shí)，晚期富含甲烷的天然氣形成［25］。天然氣水合物層的發(fā)現(xiàn)和沉積物中天然氣形成過程的研究，為之后進(jìn)一步探索海洋天然氣水合物的形成模式作了鋪墊。

1993年，克文沃頓等人總結(jié)之前的研究，建立了氣體水合物的形成的低溫、過濾和沉積三種模型［26］。低溫模型下，極地大陸架的水下氣體水合物在地面暴露期間，地下氣體和氣體飽和水的冷卻導(dǎo)致永久凍土和天然氣水合物沉積的形成。在過濾模型下，氣體進(jìn)入水合物穩(wěn)定存在的溫度壓力區(qū)域，進(jìn)而形成氣體水合物。在沉積模型中，含氣體的沉積物沿著大陸坡大規(guī)?？焖僖苿?dòng)，進(jìn)入適宜的溫壓狀態(tài)而形成氣體水合物。

中國(guó)的研究者也對(duì)天然氣水合物的形成模式展開探索。石森和白冶認(rèn)為在自然界中，產(chǎn)于高緯度大陸地區(qū)永久凍土層油氣田中的氣體水合物，其形成可能屬于低溫冰凍模式。產(chǎn)于海底沉積層中的氣體水合物可能有兩種成因模式：原地細(xì)菌生成模式和孔隙流體擴(kuò)散模式。2008年，吳時(shí)國(guó)等提出南海神狐海域形成的天然氣水合物可分為兩種類型：一是以高濃度的深部熱解氣為主、淺層生物氣為輔的構(gòu)造滲漏型水合物；二是以低濃度的淺層生物氣為主、深部熱解氣為輔的地層擴(kuò)散型水合物。

已有研究者從不同的角度對(duì)天然氣水合物形成模式進(jìn)行分析探索，如從生產(chǎn)角度、地域角度分析等。但是如何將水合物成藏與沉積類型相結(jié)合，尤其是如何建立不同地質(zhì)背景下的成藏模式是未來研究的重點(diǎn)。

3 天然氣水合物的應(yīng)用研究

目前，關(guān)于天然氣水合物形成機(jī)理的研究及水合物技術(shù)的研究已有不少，如何大規(guī)模開采天然氣水合物并將其投入應(yīng)用是目前研究的熱點(diǎn)。通過分析目前的應(yīng)用研究可知，天然氣水合物主要應(yīng)用于以下領(lǐng)域。

3.1 新型能源

天然氣水合物是一種潛在的能源，其中甲烷的碳含量是其他化石燃料礦藏（煤、石油、天然氣）中的碳含量的兩倍，單位體積的甲烷水合物在26atm和0℃下可釋放出164體積的甲烷氣體。目前研究的重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)天然氣水合物大規(guī)模的開發(fā)與利用，已有學(xué)者開始以天然氣水合物作汽車燃料的研究。1996年，美國(guó)密西西比州立大學(xué)的吉爾伯特（Yevi Y. Gilbert）和羅杰斯（Rudy E. Rogers）提出汽車能夠在低壓下以天然氣水合物的形式安全地儲(chǔ)存燃料，142.6至159.4體積的氣體可以存儲(chǔ)在水合物的固體基質(zhì)中，汽車?yán)锍炭筛哌_(dá)204英里［27］。關(guān)于天然氣水合物作為汽車燃料的研究還在進(jìn)行中，有望在未來以新型汽車形式出現(xiàn)。

3.2 發(fā)電系統(tǒng)

2016年日本東北大學(xué)流體科學(xué)研究所的陳爾（L. Chen）等以日本南開海槽作為甲烷水合物提取和利用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)，提出并分析了低排放系統(tǒng)和帶有碳捕獲和封存工藝的發(fā)電系統(tǒng)，優(yōu)化后的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)約35％的發(fā)電效率。2021年，哈爾濱通元佳陽(yáng)能源科技有限責(zé)任公司的張曉麗等在其申請(qǐng)的專利里提出了一種節(jié)能型天然氣水合物發(fā)電裝置，通過循環(huán)水散熱器、存水箱、加熱鍋爐的協(xié)同作用，對(duì)天然氣水合物進(jìn)行快速、節(jié)能、安全的分解，天然氣經(jīng)由除濕裝置除濕后進(jìn)行發(fā)電，降低了用天然氣發(fā)電的使用成本。

3.3 儲(chǔ)存和運(yùn)輸天然氣

單位體積的天然氣水合物可以儲(chǔ)存大量的天然氣，以天然氣水合物的形式儲(chǔ)運(yùn)天然氣，可實(shí)現(xiàn)天然氣的固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)，較管道輸送法、壓縮法（CNG）、液化法（LNG）等天然氣儲(chǔ)運(yùn)常用方法具有占用空間小、儲(chǔ)存和運(yùn)輸安全、方便等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的開發(fā)應(yīng)用前景。1994年，挪威科技大學(xué)的古德蒙松（Jon Steinar Gudmundsson）等［28］在實(shí)驗(yàn)室中將水合物冷藏并儲(chǔ)存在-5℃、 -10℃和-18℃的容器中，保存時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)10天。目前，水合物儲(chǔ)運(yùn)天然氣技術(shù)較為完整和典型的工藝流程是古德蒙松等人提出的適合遠(yuǎn)距離海洋輸送天然氣的工藝流程，其生產(chǎn)能力為每年41×108m3，生產(chǎn)工藝流程見圖3。

4 結(jié)語

目前，關(guān)于天然氣水合物的研究廣泛，涉及的學(xué)科領(lǐng)域包括：地質(zhì)學(xué)、海洋學(xué)、地球物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等。其理論研究主要包括實(shí)驗(yàn)室水合物合成研究、管道堵塞及防治研究、資源調(diào)查研究、開發(fā)利用研究和環(huán)境效應(yīng)研究等五個(gè)方面。涉及到的關(guān)鍵技術(shù)包括天然氣水合物模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)、勘查識(shí)別技術(shù)、開采技術(shù)等。隨著開采技術(shù)的不斷成熟、科學(xué)思想的不斷演進(jìn)，作為新一代能源的天然氣水合物的應(yīng)用范圍也逐步擴(kuò)大，將對(duì)人類的生產(chǎn)生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

參考文獻(xiàn)：

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