一,定義
這些氣體可以是來自洋底沉積物之下深度不大的生物成因氣,也可以沿海底斷層來自深處的非生物成因氣.這類固體氣水合物可以作為深部氣藏的良好蓋層,也可形成氣體水合物氣田.
上世紀60年代首先在原蘇聯西西伯利亞北極氣田中發現冰凍甲烷,到70年代在該區發現儲量巨大的水化甲烴氣田梅索雅卡,儲量為4×1011m3,54%是呈氣體水合物產出,引起了人們的重視.後來在北極許多油氣田均發現過它的蹤跡.1980年初,美國深海鑽探的鑽井船,甚至發現在墨西哥和中美洲附近的太平洋中,廣泛分布著冰凍甲烷地層,並取得許多岩心.迄今為止發現西半球北美洲周緣許多海域都蘊藏著氣體水合物.估算的遠景資源量可逾760~2915×1012ft3.
二,理化性質
固態氣體水合物屬包體化合物的一種特殊範疇,由天然的兩種分子合成:客體被包圍在主體內,二者之間沒有化學鍵聯接(圖6-9).
圖6-9水合物的多面體晶形
氣體水合物的晶格為冰狀籠形狀,分為兩類單位晶格結構.
結構Ⅰ:每個單位晶格含46個水分子,能容納直徑小於5.8×10-10m的客體分子8個,理想化學分子式為X 5.75H2O,X為客體分子,CH4,H2S,C2H6,CO2,N2等氣體適合於這類結構.
結構Ⅱ:每個單位晶格含136個水分子,能容納直徑不超過6.7×10-10m的客體分子8個.理想化學分子式為X·17H2O,C3H8和C4H10適合這類結構.
三,形成與分布
氣水合物的形成同溫度和壓力有關.一般對於壓力的要求隨溫度線性升高而呈對數增加,因而大多數盆地無法滿足這個壓力增加的幅度.水合物在21℃~27℃的溫度下都將分解,因而其形成的深度下限約1524m,當然隨地溫梯度的不同而有所變化.
在平面上,因主要形成於低溫,高壓條件,主要分布在極地,永久凍土帶及大洋海底.
