【儀器網(wǎng) 能源環(huán)境】繼2017年我國首次成功開采可燃冰之后，可燃冰的開采利用就仿佛陷入沉寂。將近三年之后，我國的可燃冰開采終于傳來新消息。日前，自然資源部宣布，我國成功進行了海域可燃冰第二輪試采。從2月17日到3月18日，本次試采連續(xù)產(chǎn)氣30天，水平井鉆采技術(shù)首次運用于海域可燃冰試采就獲得大成功，創(chuàng)造了“產(chǎn)氣總量大、日均產(chǎn)氣量高”兩項世界紀錄。
可燃冰即天然氣水合物，是在高壓低溫下由天然氣和水形成的結(jié)晶狀固體物質(zhì)。其中水分子通過氫鍵作用形成結(jié)晶網(wǎng)格，包裹了大量
甲烷、乙烷等可燃性氣體。天然氣水合物外觀像冰，但是又可以燃燒，因此被稱為可燃冰。
可燃冰具有非常強的儲載氣體的能力，1立方米的可燃冰儲存的氣體體積大約為150～164立方米。可燃冰的資源量非常豐富，據(jù)估計，可燃冰中蘊含的碳總量約為石油、天然氣等化石能源碳總量的兩倍，而且主要主要成分為甲烷，燃燒后對環(huán)境的影響比煤和石油小得多。因此可燃冰已經(jīng)成為能源工業(yè)的研究重點，被視為石油和天然氣的替代能源。
然而可燃冰主要分布在深海沉積物或者凍土中，開采難度很大，至今無法實現(xiàn)商業(yè)化。目前除了我國，只有美國、加拿大、日本等幾個國家進行了開采可燃冰的嘗試?？扇急c石油、煤炭和天然氣不同，無法直接開采，只能通過外力使可燃冰在儲藏地原位分解，產(chǎn)生流動的氣體和水之后再進行開采。而且開采過程中很容易出現(xiàn)地層失穩(wěn)、大面積出砂等問題，無法長期開采，效率也很低。
由于可燃冰巨大的能源應用潛力以及困難重重的開采問題，可燃冰研究一直是國家能源戰(zhàn)略的重要一部分。而可燃冰的研究對儀器行業(yè)來說，也是一次開辟新市場的機遇。在可燃冰研究中，儀器在兩個方面有著重要的應用——可燃冰的實驗室研究與可燃冰的實際勘探開采。
2015年，自然資源部天然氣水合物重點實驗室正式投入運行。除了核磁共振譜儀、X射線衍射儀、
激光拉曼光譜、低溫掃描電子顯微鏡等通用的儀器設備之外，實驗室中更多的是近年來自主研發(fā)的可燃冰研究系統(tǒng)。由于很多研究項目沒有現(xiàn)成儀器，研究團隊只能根據(jù)需要自行研發(fā)。截至2019年，研究團隊已取得了100余項可燃冰的國家專利授權(quán)、5項專利。其中包括海洋天然氣水合物分解區(qū)砂粒微觀運移過程室內(nèi)試驗方法及裝置、含水合物沉積物出砂過程模擬專用反應釜及其測試方法等。雖然這些可燃冰研究專用儀器目前僅在天然氣水合物重點實驗室使用，但隨著可燃冰研究的擴大，相信這些儀器設備將得到更大的應用。
可燃冰的勘探與開采也離不開儀器設備。深海沉積物中的可燃冰可以通過海底甲烷滲漏、特殊的海底生物以及特定的多波束特征等標志進行識別判定。除了多波束測深、深水側(cè)掃聲納等常規(guī)的海底勘探設備外，可燃冰探測儀器還有利用甲烷氣體進行設計。目前較常見的有深海甲烷原位探測系統(tǒng)、深海氣體分析儀等。可燃冰開采之前必須通過探測確定開采地點，我國的海域可燃冰蘊藏量豐富，這就意味著一旦可燃冰可以進行穩(wěn)定開采，探測儀器的需求量將會非常大。
雖然現(xiàn)在我國的可燃冰開發(fā)只進行到第二輪試采，但由于可燃冰的應用前景，關(guān)于可燃冰的勘探開采技術(shù)以及可燃冰本身的研究還會繼續(xù)進行。對儀器行業(yè)來說，可燃冰帶來的龐大市場雖然現(xiàn)在還沒有到來，但是也不會太遠了。
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