導入語：

在2017年11月16日，國土資源部宣布天然氣水合物新礦種獲得國務院批準，成為我國第173個礦種。說起天然氣水合物，可能大家既熟悉又陌生。一個振奮人心的消息是我國海域天然氣水合物的首次試采，就創造了產氣時長和總量的世界紀錄。今天就請大家跟隨小Y的腳步，一起看一看水合物的小小身軀下如何蘊藏著巨大的能量！

什么是天然氣水合物？

天然氣水合物指在低溫高壓條件下，甲烷分子封閉在水分子晶格中，呈現為固態的結晶化合物，俗稱“可燃冰”。

天然氣水合物是什么結構？

天然氣水合物儲存在哪里？

自然界中的天然氣水合物主要分布于北極周圍地區的永久凍土帶以及淺海大陸架沉積物中。蘊藏于海底的天然氣水合物資源比估算的常規天然氣儲量多數百倍，美國地質調查局估計全世界天然氣水合物的甲烷量達到20000萬億立方米。

與其它化石能源比較

據美國能源部估計，僅美國就擁有2830~8490萬億立方米。世界天然氣水合物資源中若只有1~2%是經濟可采儲量，也構成一種巨大的能源資源。

天然氣水合物形成條件是什么？

天然氣水合物的形成需具備四個基本條件：

① 低溫，一般溫度低于10℃；

② 高壓，壓力大于10MPa；

③ 天然氣來源，包括深層熱解氣和淺層微生物成因的生物氣；

④ 有利的儲集空間

天然氣水合物開采方式有哪些？

天然氣水合物開采可以分為注熱法、減壓法、注劑法以及CO2置換法等

熱注法

注熱法：壓力一定條件下，注入熱水，系統溫度增加，直到分解溫度。這種方法非常昂貴，且要求向下注熱和向上采氣同步進行。

減壓法

減壓法：這種方法通過降低嵌入或相鄰水合物層的氣層壓力完成的。

注劑法

注劑法：通過注入甲醇等來改變溫—壓平衡，使氣體水合物在原地的溫—壓條件下不再穩定而分解。

開采天然氣水合物會引起哪些災害？

天然氣水合物帶的底部固結程度降低，并且氣體釋放形成超壓，由于重力負載或地震擾動引起脆弱帶的崩塌以及海底滑坡。

具體來說，開采天然氣水合物可能引起這四種地質災害：

　　堵塞管道：影響管道油氣運輸

　　海底滑坡：海嘯，影響海底電纜、工程安全

　　全球暖化：溫室氣體，甲烷－二氧化碳

　　生物滅絕：恐龍、生物滅絕事件

盡管天然氣水合物使用前景廣闊，但同時也存在風險。據估算，全球海底甲烷總量大約是地球大氣中甲烷總量的 3000 倍，如果開采不慎導致甲烷氣體的大量泄漏，將可能引發強烈的溫室效應。如何安全、經濟地開采天然氣水合物，并且從中分離出甲烷氣體，依然是目前各國的核心難題。

對于水合物室內合成實驗是近幾年非常熱門，投入很大的一個方向，關鍵在于如何準確檢測水合物形成的量與分布位置，而這一點恰好是低場核磁這把利劍的強勢所在。然而在甲烷水合物的研究上，甲烷與水均有氫信號，同時溫度壓力的變化不僅對水合物合成有顯著影響，也會影響核磁信號的檢測。因此未來在這一領域還需要投入更多的人力物力，不斷攻克難關。