可燃冰:21世纪的能源新宠

随着世界上石油、天然气资源的日渐耗尽,各国的科学家正在致力寻找新的替代能源. 可燃冰(天然气水合物)被称为21世纪最具商业开发前景的战略资源,正受到各国政府的重视.据专家估算:在全世界的边缘海、深海槽区及大洋盆地中,目前已发现的水深3 km以内沉积物天然气水合物中,甲烷资源量为2.1亿亿m3,水合物中甲烷的碳总量相当于全世界已知煤、石油和天然气总量的两倍,可满足人类1000年的需求.     

天然气水合物研究进展

天然气水合物是由甲烷等气体分子和水分子在低温高压条件下形成的冰雪状笼形包合物,作为全球物理一地质作用的产物,它广泛分布在陆地永冻层和海底沉积层,初步研究结果表明,我国南海北部陆缘可能存在天然气水合物矿藏,全球天然气水合物蕴含的有机碳数量巨大,是一种潜在能源,同时对全球的气候变化有着重要影响。     

温和条件下甲烷水合物强化生成技术

基于水合物的固体天然气技术在天然气储运、二氧化碳埋存、海水淡化等技术领域具有广阔的应用前景,而强化温和条件下的水合物生成动力学是推动该技术应用的关键.本文通过乳液聚合法制备了–N(CH3)3+@PSNS纳米促进剂,评价了其与螺旋搅拌协同作用对甲烷水合物生成动力学的影响,并揭示了协同促进机理.研究表明,螺旋搅拌诱导的双向对流强化了反应釜内气液传质,增强了水合物早期生长动力学,而纳米促进剂增加了水合物的多孔特性,强化了后期水合物生长动力学,提高了低倾角下水合物转化率,两者协同作用大幅改善了温和条件下的水合效率.在温和条件下(3.8 MPa),水合物储气量在25°和35°倾角下分别为107.96和140.43 m3/m3,与纯水体系相比分别增加59.16%和91.74%.该研究使得温和条件下水合物高效制备成为可能,对推动水合物基固体天然气技术的应用具有重要的指导意义.     

微波对天然气水合物形成/分解过程的影响

天然气水合物是潜在的清洁能源, 储量巨大. 高效开发利用天然气水合物, 具有重要意义. 微波加热作用速度快, 应用比较灵活, 有希望用于开采各类型天然气水合物资源及水合物储运技术. 实验研究了2450 MHz、不同微波功率下天然气水合物的形成/分解过程, 初步分析了微波对天然气水合物相平衡的影响, 并在van der Waals-Platteeuw模型的基础上进行了计算. 结果表明: 一定功率的微波可降低水合物形成的过冷度和诱导时间, 20 W微波状况下, 过冷度减小约3℃, 诱导时间由4.5 h缩短到1.3 h; 发现微波可使水合物快速分解, 随着水合物的分解, 产生的分解水加速了水合物的分解, 分解水与微波具有协同作用; 相同压力下, 微波可提高水合物的相平衡温度. 天然气水合物分解过程中各组分介电性质的差异造成了反应体系在分解过程中存在显著的温度差异, 微波加热分解水合物存在多种因素的共同作用.     

南海北部神狐海域浅表层沉积物中孔隙水的地球化学特征及其对天然气水合物的指示意义

南海北部陆坡神狐海域是中国天然气水合物勘探的重点区域之一. 对神狐海域HS-A和HS-B两个重力活塞取样站位(深度分别为8.75和8.52 m)沉积物中孔隙水进行了阴、阳离子主量组分和微量元素地球化学分析. 结果显示: Cl⁻浓度在两个站位随深度均没有出现明显的变化, 其值与正常海水值大体一致. HS-A站位硫酸根含量在0~3 m处变化趋势较小, 而在3 m以下表现出明显的梯度下降变化; 与此同时阳离子Ca²⁺, Mg²⁺和Sr²⁺ 在0~3 m处变化趋势较小, 而3 m以下表现出与硫酸根类似的下降趋势. HS-B站位在0~3 m处和3 m以下都出现了明显的下降趋势, 但变化幅度不一致. 计算表明, 该区域沉积物孔隙水具有高硫酸盐通量与高碘通量的特征, 与国际上己发现有天然气水合物地区的地球化学特征相类似, 推测可能与神狐海域的天然气水合物有关. 通过对这些地球化学异常特征的解释和讨论总结了一系列使用浅表层孔隙水数据示踪深部天然气水合物赋存的异常指标和识别办法.     

青藏高原昆仑山垭口盆地发现天然气水合物赋存的证据

青藏高原多年冻土区是否存在天然气水合物一直是国内外广泛关注的问题,但一直没有确定的答案.通过钻探、地球物理测井以及气体地球化学研究,在昆仑山垭口盆地发现了天然气水合物赋存的证据.钻探发现250 m以下多个深度岩层存在大量气体释放异常,甲烷气体浓度为22%~32%,且具有天然气水合物分解间歇性释放的特征,这些气体释放层位具有显著的含天然气水合物特有的密度降低、侧向电阻率和声波波速的增大特征.同时多个深度上发现了与水合物分解产生甲烷密切相关的碳酸盐和黄铁矿等自生矿物.     

海底气体水合物

外大陆架边缘的海洋沉积物中存在大规模气体水合物已成为地学界的共识.海底气体水合物是由甲烷等气体和水分子组成的类似冰状的固态物质.根据目前的粗略估计,赋存在气体水合物中的碳约为1013t,相当于全球其他化石燃料中碳含量的两倍.由于气体水合物处于亚稳定状态,因此它既可作为21世纪潜在的能源资源,又可在非稳定状态导致海底滑塌和滑坡等地质灾害,并可通过释放甲烷显著影响全球气候.     

南海北部神狐海域沉积物颗粒对天然气水合物聚集的主要影响

天然气水合物在海底沉积物中的饱和度是对其资源评价的重要参数.掌握水合物饱和度的影响因素对其能源和气候环境效应的评估有重要的意义.沉积物粒度属性与水合物饱和度的关系,几十年来仍停留在简单统计和定性认识层面.本研究以南海神狐SH3站位样品为研究对象进行粒度、比表面积的测量,以此为基础建立模型表征沉积孔隙大小、水合物相平衡改变量,探讨沉积物颗粒对天然气水合物饱和度的影响及其影响机理.实验结果显示,水合物产出于极细粉砂层(粉砂含量60%).赋存水合物的地层含有极细砂以上的粗粒组分(10%),而其上覆和下伏不含水合物的地层不含有这一粗粒组分.天然气水合物饱和度并非简单依赖于砂(63mm)的含量,而与较粗的部分砂(125mm)含量统计上存在更好的相关性.沉积颗粒的比表面积呈现较为平滑的走势,水合物产出层位的沉积物具有较小的比表面积(8~14 m~2/g),而不含水合物的层位其比表面积16 m~2/g.孔隙度一定的前提下,沉积孔隙的大小主要由沉积颗粒的比表面积决定,且两者呈反比关系.沉积物颗粒的比表面积比其粒度更有优势,与水合物饱和度呈现良好的相关性,可用以定量化分析沉积孔隙大小、天然气水合物相平衡条件的改变,是研究沉积物颗粒影响天然气水合物分布有效且经济的参数指标,同时也还需要大量实验的验证或改进.     

深水天然气水合物及其管道输送技术

深水天然气水合物是具有广阔应用前景的非常规天然气资源.开采出的深水天然气水合物通过管道输送是实现水合物资源开发、利用的关键环节.输送过程中,管道内的压力、温度会不断发生变化,使得管道内出现伴随水合物生长或分解的复杂气液固三相流动.本文介绍了天然气水合物资源分布情况和开采方式,综述了近年来天然气水合物生长、分解动力学和含水合物颗粒的气液固多相流动方面的研究进展,分析了深水天然气水合物输送管道的安全性.指出未来在深水水合物输送方面应坚持实验与理论相结合的研究手段,着重开展以下三个方面的研究内容:第一是考虑管流作用下天然气、水、水合物三相界面之间的传热传质特点,以及气液流速、流型对传热传质的影响,建立多组分气体水合物生长、分解动力学模型;第二是综合考虑水合物颗粒的微观受力和流体对固相的携带能力,分析水合物颗粒的聚集特征、流动特性以及在管道中的沉积规律;第三是考虑水合物颗粒的生长、分解与管道内流速、流型和压降之间的耦合作用,建立伴随水合物颗粒生长、分解、聚集、沉积的气液固多相管输模型,定量描述水合物颗粒的发展过程和三相流动规律,为深水天然气水合物输送管道的设计、运行和管理提供理论与技术支撑.     

春晓气田缘何登陆宁波

石油是20世纪最重要的能源，它给人类带来了巨大的动力和经济的腾飞。天然气将是21世纪最重要的能源，它将带来清洁的环境和高品质的生活。21世纪是天然气世纪天然气这种碳氢化合物通常与石油、煤炭共存，以气田气、油田伴生气、煤层气以及埋藏在深海或冻土带以天然气水合物的形式存在。据地质学家预测，全球天然气可采储量与石油基本相当，约1317亿吨油当量，主要集中在中东和原苏联地区。现已探明的世界天然气储量约5146TCF（百万立方英尺）。过去20年，随着勘探、开发和储运技术的进步，天然气的产量平均每年增长3.15%，探明储量平均每…     

物理学与当代科学技术

物理学作为严格的、定量的自然科学带头学科,一直在科学技术的发展中发挥着极其重要的作用.过去如此,现在如此,展望将来亦是如此.     

猪流行性感冒及其防治

本文对猪流行性感冒的病原、病学、症状、病变、诊断等方面进行了简单介绍,同时对期防治也做了简单的说明.     

模糊优化设计及人机交互与网络消费行为

就模糊优化设计及人机交互的发展现状,对其在消费者心理评价中可发展的前景作一些探讨性的研究。     

青藏高原冰川冻土变化对生态环境的影响

青藏高原特殊的自然环境与生态系统对全球变化极为敏感。气候变暖背景下,冰川冻土退化直接影响该区域生态与环境安全及可持续发展,影响着该区域作为生态安全屏障功能的发挥。在多年连续观测、考察与实验研究的基础上,提出了建立冰川湖、泥石流滑坡、冻土退化的监测预警系统以及进行灾害防治措施研究示范的对策。     

模糊优化设计及人机交互与网络消费行为

就模糊优化设计及人机交互的发展现状,对其在消费者心理评价中可发展的前景作一些探讨性的研究.     

干线公路桥梁现状分析与设计探讨

通过对桥梁现状的统计分析,阐述了现状桥梁存在的主要病害和产生的原因,并对今后在桥梁的设计与养护中应注意的问题提出了一些针对性的建议.     

浅论艺术与科学的渗透与交融

文章论述了拉斐尔·桑西的《雅典学院》是代表他艺术最高水平的画作,巧妙的构图、丰富而有个性的人物群像,以及其中蕴含的深远哲学思想,使其成为艺术珍宝,也是拉斐尔人文主义思想最集中最典型的形象反映.     

公路桥梁存在的问题及治理措施

桥梁是道路的咽喉,是公路建设中的重要组成部分,其建筑质量的好坏关系到整个公路建设的质量.文章对公路桥梁质量问题的原因进行了分析,并提出了相应的解决对策及预防措施.     

浅论艺术与科学的渗透与交融

文章论述了拉斐尔·桑西的《雅典学院》是代表他艺术最高水平的画作,巧妙的构图、丰富而有个性的人物群像,以及其中蕴含的深远哲学思想,使其成为艺术珍宝,也是拉斐尔人文主义思想最集中最典型的形象反映。     

Expand and extend bilateral and multilateral cooperation

Focusing on her major business subject, at the same time, NSFC strived to promote international fundamental research cooperations, seriously implemented the new-era policies, and achieved great progress in exploring international cooperation channels, organizing international cooperative projects, attracting overseas talent resources,designing the Eleventh Five-Year Plan for international cooperation, establishing constitution and exploring political strategy etc. In 2005, NSFC granted 1593 cooperation projects with a total investment of 89.7716 million RMB.