壹(yi)、什(shen)麽(me)是(shi)可燃冰？

可(ke)燃(ran)冰學名是(shi)天(tian)然(ran)氣(qi)水化(hua)合(he)物(wu)，是(shi)甲烷、天(tian)然(ran)氣(qi)、水的(de)合(he)成(cheng)體(ti)。是(shi)在高壓(ya)低(di)溫條(tiao)件(jian)下可燃氣(qi)體(ti)分子(zi)和水分子緊(jin)密結合(he)的(de)合(he)成(cheng)物(wu)，是(shi)白色或淺(qian)灰色的(de)，形(xing)狀像冰壹(yi)樣(yang)的(de)冰雪晶(jing)體(ti)。它可(ke)以像固(gu)體(ti)酒(jiu)精(jing)壹(yi)樣(yang)被點燃(ran)，所(suo)以(yi)被稱為(wei)“可燃(ran)冰"。它(ta)是(shi)能量(liang)密度(du)大(da)而且是(shi)無(wu)汙染(ran)能(neng)源。可燃冰分(fen)布(bu)於(yu)深(shen)海(hai)或陸域(yu)永-久(jiu)凍(dong)土(tu)中(zhong)，其(qi)燃(ran)燒後(hou)僅(jin)生(sheng)成(cheng)少量(liang)的(de)二氧(yang)化碳和(he)水(shui)，汙染(ran)遠(yuan)小(xiao)於(yu)煤(mei)、石油(you)等(deng)，且儲量(liang)巨大，因(yin)此(ci)被國-際-公-認(ren)為(wei)石油(you)等(deng)的(de)接(jie)替能源。

二、可燃(ran)冰的(de)分布(bu)及成(cheng)因(yin)

自(zi)然(ran)界中(zhong)的(de)可燃(ran)冰主(zhu)要賦(fu)存(cun)於(yu)低(di)溫、高壓(ya)環境(jing)的(de)海底(di)淺(qian)表層(ceng)沈積物(wu)和(he)高緯(wei)度(du)凍(dong)土裏，約(yue)有(you)97%可(ke)燃冰分(fen)布(bu)於(yu)海(hai)洋(yang)中(zhong)，僅(jin)3%分(fen)布(bu)在陸地凍土帶。可(ke)燃(ran)冰可(ke)在低(di)於(yu)10℃時(shi)生(sheng)成(cheng)，超過(guo)20℃便會(hui)分解(jie)。在0℃時，只需(xu)30個(ge)大氣(qi)壓即(ji)可生(sheng)成(cheng)，壓力(li)越大(da)越穩定。其(qi)成(cheng)因(yin)主(zhu)要有(you)兩(liang)種(zhong)類(lei)型(xing)：壹(yi)種(zhong)是(shi)由(you)於(yu)氣(qi)體(ti)滲(shen)漏到(dao)地層(ceng)的(de)孔洞(dong)或裂(lie)縫(feng)中(zhong)，呈塊(kuai)狀、脈狀或結核狀；另外壹(yi)種(zhong)是(shi)氣(qi)體(ti)擴散到(dao)沈積物(wu)的(de)孔隙中(zhong)，形(xing)成(cheng)微小(xiao)的(de)可燃(ran)冰顆(ke)粒充(chong)填(tian)於(yu)沈積物(wu)的(de)孔隙中(zhong)，通(tong)常(chang)不為(wei)肉(rou)眼(yan)所(suo)識別，這(zhe)種(zhong)可燃(ran)冰就(jiu)像壹(yi)杯水倒進(jin)沙子裏，什(shen)麽(me)都(dou)看不到(dao)壹(yi)樣(yang)。

三(san)、如(ru)何(he)開采(cai)可(ke)燃冰？

可(ke)燃(ran)冰壹(yi)般(ban)存在於(yu)凍(dong)土(tu)帶(dai)地下砂層(ceng)、海(hai)底(di)砂層(ceng)、泥質沈積物(wu)中(zhong)，大(da)部(bu)分(fen)與(yu)土顆(ke)粒混合(he)，所(suo)以(yi)想(xiang)要大量(liang)開采(cai)可(ke)燃冰首(shou)先要解(jie)決泥沙淤(yu)堵以及如(ru)何(he)在地下分解(jie)成(cheng)氣(qi)態等(deng)問題(ti)。另外可(ke)燃冰對(dui)溫度和(he)壓力的(de)變化(hua)很敏感，地層(ceng)坍(tan)塌(ta)、海(hai)嘯、地震(zhen)、甲烷泄量(liang)甲烷泄露到(dao)大(da)氣(qi)層(ceng)，所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)溫室效(xiao)應(ying)比二氧(yang)化碳高25倍(bei)左右(you)。危險(xian)和(he)機(ji)遇(yu)同在，想(xiang)要轉型(xing)新(xin)能(neng)源，我(wo)們迎(ying)難(nan)而上逐壹(yi)解(jie)決成(cheng)本、技術、風(feng)險(xian)三(san)大難(nan)題。目前天(tian)然(ran)氣(qi)水合(he)物(wu)常(chang)規(gui)開采(cai)方(fang)法(fa)主(zhu)要有(you)∶降(jiang)壓法(fa)、二氧(yang)化碳置(zhi)換(huan)法(fa)、加(jia)熱(re)法(fa)、註(zhu)入抑(yi)制(zhi)劑(ji)法(fa)等(deng)。

降(jiang)壓法(fa)：

讓(rang)鉆井(jing)套(tao)管達到(dao)可燃(ran)冰儲(chu)層(ceng)，管(guan)內壓力(li)小(xiao)，管外(wai)可(ke)燃(ran)冰儲(chu)層(ceng)的(de)壓力(li)大，於(yu)是(shi)可燃冰在這(zhe)種(zhong)壓力(li)差(cha)之(zhi)下會分解(jie)出可燃(ran)氣(qi)體(ti)，原(yuan)為(wei)分解(jie)後(hou)再開采(cai)。但(dan)是(shi)為(wei)了預(yu)防泥沙淤(yu)堵管道，我(wo)國科(ke)學家(jia)提出了礫石-水合(he)物(wu)連(lian)續(xu)置(zhi)換(huan)開采(cai)和(he)間歇式吞吐(tu)置(zhi)換(huan)開采(cai)的(de)解(jie)決方(fang)案，可(ke)在長(chang)期開采(cai)中(zhong)對(dui)地層(ceng)虧空(kong)量(liang)進(jin)行(xing)及時(shi)填(tian)充(chong)或置(zhi)換(huan)。

加(jia)熱(re)法(fa)：

通(tong)過(guo)將水(shui)蒸汽、熱(re)水(shui)或表層(ceng)海(hai)水輸入(ru)到(dao)水合(he)物(wu)層(ceng)，促(cu)使其分(fen)解(jie)，但(dan)是(shi)此(ci)法(fa)成(cheng)本較(jiao)高。

註(zhu)入(ru)抑(yi)制劑(ji)法(fa)：

通(tong)過(guo)註入(ru)乙(yi)醇(chun)、鹽(yan)水等抑(yi)制劑(ji)，來改(gai)變(bian)水合(he)物(wu)的(de)均衡條(tiao)件(jian)，促(cu)使其分解(jie)。

二氧(yang)化碳置(zhi)換(huan)法(fa)開采(cai)可(ke)燃冰：

二氧(yang)化碳水(shui)合(he)物(wu)形(xing)成(cheng)的(de)壓力(li)比可(ke)燃冰低(di)，溫度比(bi)可燃冰略(lve)高。可(ke)以(yi)向(xiang)可燃冰儲(chu)層(ceng)註(zhu)入二氧(yang)化碳，並(bing)在儲層(ceng)中(zhong)形(xing)成(cheng)二氧(yang)化碳水(shui)合(he)物(wu)，這(zhe)樣(yang)由(you)於(yu)壓(ya)力(li)差(cha)，可(ke)燃冰會(hui)分(fen)解(jie)出甲烷，便於(yu)持(chi)續(xu)開采(cai)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)，因(yin)其(qi)兼(jian)顧環保技能，既(ji)能開發(fa)出水合(he)物(wu)中(zhong)的(de)甲烷，又能實(shi)現二氧(yang)化碳封(feng)存。

四、低(di)場(chang)核磁(ci)共(gong)振(zhen)技術在二氧(yang)化碳置(zhi)換(huan)法(fa)開采(cai)可(ke)燃冰中(zhong)的(de)應(ying)用

在甲烷水合(he)物(wu)（天(tian)然(ran)氣(qi)水合(he)物(wu)）的(de)測(ce)量(liang)中(zhong)，核磁(ci)共(gong)振(zhen)法(fa)通(tong)常(chang)用於(yu)測(ce)量(liang)樣(yang)品中(zhong)甲烷分子的(de)特征信號。通(tong)過(guo)分析(xi)信號的(de)強度(du)、頻率(lv)和形(xing)狀，可以推(tui)斷(duan)出甲烷水合(he)物(wu)（天(tian)然(ran)氣(qi)水合(he)物(wu)）的(de)含量(liang)、飽和度以(yi)及樣(yang)品中(zhong)其(qi)他(ta)相(xiang)關(guan)參數的(de)信息。

總之(zhi)，核磁(ci)共(gong)振(zhen)法(fa)的(de)測(ce)量(liang)原(yuan)理基(ji)於(yu)原(yuan)子核的(de)自旋和(he)磁(ci)矩(ju)之(zhi)間的(de)相互(hu)作用，利(li)用外部(bu)磁(ci)場(chang)對(dui)原(yuan)子核的(de)能級(ji)結構(gou)和輻(fu)射吸收(shou)進(jin)行(xing)操控和檢(jian)測(ce)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)可(ke)以提供(gong)關(guan)於(yu)樣(yang)品中(zhong)原(yuan)子核特性和分子特征的(de)豐(feng)富(fu)信息。

甲烷水合(he)物(wu)（天(tian)然(ran)氣(qi)水合(he)物(wu)）的(de)合(he)成(cheng)過(guo)程監(jian)測(ce)