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當(dāng)前，尋找和開(kāi)發(fā)新能源是一項(xiàng)極其緊迫的任務(wù)。天然氣水合物就是新的能源之一，許多著作對(duì)其在沉積層的存在條件作了論證。 氣水合物其所以作為一種有用礦產(chǎn)是因?yàn)槠渲袩N的富集可以達(dá)到這樣的程度，一定體積的水合物可以含有200倍于這個(gè)體積的烴氣。根據(jù)A．A特羅費(fèi)姆克、H．B.切爾斯基和其他人的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)，僅陸地水合物中的烴就有相當(dāng)大的數(shù)量。 依靠地質(zhì)、水文地質(zhì)和地球化學(xué)實(shí)踐研究，查明了含油氣省及其遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)水合物生成帶的形成和分布特性。并作出了對(duì)其中天然氣資源的評(píng)價(jià)。 關(guān)于確定水合物生成帶分布的方法已廣為人知和具有充分的依據(jù)，故本文僅詳細(xì)討論氣水合物氣的資源計(jì)算問(wèn)題；氣水合物生成帶內(nèi)天然氣儲(chǔ)量的計(jì)算與氣水合物藏內(nèi)天然氣的儲(chǔ)量的計(jì)算是不同的。當(dāng)前，用大家都接受的準(zhǔn)確度計(jì)算氣水合物藏內(nèi)天然氣的儲(chǔ)量(即水合物狀態(tài)下的天然氣儲(chǔ)量)是不可能的，因?yàn)椋孩賹?duì)水合物生成動(dòng)力學(xué)的研究尚少；②缺乏有關(guān)剩余水?dāng)?shù)量方面的資料；③很難算出在不同物化條件下轉(zhuǎn)化為水合物的水的份額等等。所以，只能對(duì)水合物生成帶內(nèi)所含天然氣(游離氣和氣水合物氣)的總量作出評(píng)價(jià)。 考慮到氣水合物藏的形成特性，水合物生成帶內(nèi)天然氣總的儲(chǔ)量Q由在水合物生成帶形成之前的常規(guī)氣藏氣的數(shù)量Ql加上從古水合物生成帶運(yùn)移而來(lái)的氣體的數(shù)量Q2，再加上部分轉(zhuǎn)化為水合物狀態(tài)的水溶氣的數(shù)量Q3，得出： Q=Ql＋Q2＋Q3 (1) Q1和Q2可以用各種不同的方法算出。為了計(jì)算水合物生成帶內(nèi)的可能含氣范圍，采用了地質(zhì)異常方法得出下限，因?yàn)樵谒�合物生成帶�?nèi)氣水合物藏的形成特性取決于它與常規(guī)條件所形成氣藏相比之下的一定富集作用(氣水合物生成帶對(duì)天然氣有很好的保存性，可以在無(wú)常規(guī)蓋層條件形成氣水合物藏等)。關(guān)于上限的確定，采用了與保證取得最大儲(chǔ)量計(jì)算參數(shù)相結(jié)合的體積統(tǒng)計(jì)法。古水合物生成帶的可能厚度按H．B．切爾斯基等人的資料和古地理資料計(jì)算。 特羅費(fèi)姆克等人認(rèn)為，大部分水溶氣變?yōu)樗�合物狀態(tài)后增加了水合物生成帶的氣體富 集程度。這一觀點(diǎn)依據(jù)了Ю．Ф．馬科貢和И．П．科布洛娃的實(shí)驗(yàn)研究。他們研究了在0～12℃溫度區(qū)間和15MPa壓力之間條件下甲烷的溶解度。研究證明，在上述溫度和壓力升高情況下甲烷的溶解度在一開(kāi)始是增大的，但當(dāng)壓力達(dá)到一定程度時(shí)即達(dá)到水合物生成平衡壓力時(shí)，其溶解度急劇減小，繼續(xù)升高壓力，其溶解度實(shí)際上不再變化。E.C.巴爾干認(rèn)為，這一結(jié)果并不完全可信。 實(shí)際上，氣一水一氣水合物三相系統(tǒng)的平衡只有在各相成分揮發(fā)度相等條件下才會(huì)出現(xiàn)。 fiⅠ=fiⅡ=fiⅢ (2) 由此可以得出結(jié)論：在水合物生成壓力產(chǎn)生之前，平衡條件下的水是含氣的。氣的這一溶解度值在本文所討論的條件下是最大值。當(dāng)升高外部壓力時(shí)，被溶氣體的揮發(fā)度相應(yīng)增大。但由于在所給溫度條件下水合物生成壓力不變，與相平衡條件相適應(yīng)的被溶氣體就變?yōu)樗�合物。這樣，水合物生成條件下的被溶氣數(shù)量可通過(guò)下列方式計(jì)算，即先按冷卻作用層的溫度算出水合物生成壓力，再按通用的方法計(jì)算出水的含氣量。 在含水層，通常沒(méi)有游離氣，由水位差引起的壓力可大大提高層溫穩(wěn)定下的水合物生成壓力，層間水冷卻時(shí)水合物生成速度如何?外部壓力對(duì)平衡狀態(tài)水的含氣性有無(wú)影響?А．Ю．納米奧特和Л．Е．果洛金茲卡兩人的實(shí)驗(yàn)表明，水合物生成過(guò)程極快，外部壓力對(duì)水溶氣體的含量影響不大。這一結(jié)果與И.Р.克里切夫斯基的看法完全相同。由此可以認(rèn)為，不含游離氣的水飽和層水的含氣性在水合物存在情況下同含水層(在層溫穩(wěn)定、層壓等于水合物生成壓力時(shí)含有游離氣)的含氣性相同。 假若在所給溫度條件下被溶氣的揮發(fā)度大于氣體對(duì)水合物的壓力，那么從水中揮發(fā)出來(lái)的氣將變成水合物。剩余在水中的氣體量可以通過(guò)水合物生成壓力來(lái)計(jì)算且可以計(jì)算每一具體情況的剩余氣量。 依據(jù)所獲結(jié)果，就可在對(duì)比水合物生成帶內(nèi)外含水組合層間水的含氣性基礎(chǔ)上，在比較水合物生成帶以外含水組合的被溶氣揮發(fā)度和水合物生成壓力基礎(chǔ)上，大致計(jì)算出Q3的值。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在可能生成水合物的大部分地區(qū)，只有極少量的水溶氣進(jìn)入水合物狀態(tài)，在水合物生成帶的氣體總平衡中，這一部分氣的作用不大。 概括上述研究可以發(fā)現(xiàn)，原蘇聯(lián)境內(nèi)水合物生成帶在4個(gè)含油氣省和位于東北部的4個(gè)獨(dú)立含油氣區(qū)很發(fā)育。在原蘇聯(lián)水合物生成帶內(nèi)共有22個(gè)含油氣區(qū)。水合物生成帶發(fā)育面積最大的要數(shù)哈坦戈斯科—維柳依含油氣省。在該省，水合生成帶到處可見(jiàn)。在西西伯利亞含油氣省，只有其北部才具備水合物生成條件，其水合物生成帶包括4個(gè)含油氣區(qū)：南雅馬利、格但斯克納德姆—普爾和普爾—塔佐夫含油氣區(qū)。在提馬諾—伯朝拉含油氣省水合物生成帶的分布面積不大，其中僅伊日馬—伯紹拉、伯紹拉—科爾文和霍列依維爾—科爾文和霍列依維爾一莫列尤斯以及北普列都拉爾含油氣區(qū)可能有水合物生成帶分布。 對(duì)水合物生成帶天然氣儲(chǔ)量的預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果表明，其中一半儲(chǔ)量賦存于勒拿—維柳依含油氣省。15％的儲(chǔ)量在西西伯利亞含油氣區(qū)內(nèi)的水合物生成帶，儲(chǔ)量居第四位的是哈但戈斯科一維柳依含油氣省，東北地區(qū)和堪察加各含油氣區(qū)約占5％，剩余的2％在提馬諾—伯紹拉含油氣省。 眾所周知，開(kāi)采氣水合物藏會(huì)出現(xiàn)一些額外的困難。這種礦床的采氣率不超過(guò)0．5，一般平均為0．1。鑒于這一點(diǎn)，水合生成帶的可采天然氣儲(chǔ)量不超過(guò)預(yù)測(cè)總量的15％，顯然是大大少于原先的計(jì)算量。 最后必須指出，雖然水合生成帶的天然氣資源是一種寶貴的烴類資源儲(chǔ)備，但它的工業(yè)開(kāi)采卻是十分困難的。據(jù)此，Е．С．巴爾干和А．Н．沃羅尼夫認(rèn)為，近期內(nèi)氣水合物藏不會(huì)付渚開(kāi)采。然而，在開(kāi)采技術(shù)發(fā)生根本性變化后，開(kāi)發(fā)這種資源不僅完全可能，而且指日可待。