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當(dāng)前，尋找和開發(fā)新能源是一項極其緊迫的任務(wù)。天然氣水合物就是新的能源之一，許多著作對其在沉積層的存在條件作了論證。 氣水合物其所以作為一種有用礦產(chǎn)是因為其中烴的富集可以達(dá)到這樣的程度，一定體積的水合物可以含有200倍于這個體積的烴氣。根據(jù)A．A特羅費姆克、H．B.切爾斯基和其他人的預(yù)測評價，僅陸地水合物中的烴就有相當(dāng)大的數(shù)量。 依靠地質(zhì)、水文地質(zhì)和地球化學(xué)實踐研究，查明了含油氣省及其遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)水合物生成帶的形成和分布特性。并作出了對其中天然氣資源的評價。 關(guān)于確定水合物生成帶分布的方法已廣為人知和具有充分的依據(jù)，故本文僅詳細(xì)討論氣水合物氣的資源計算問題；氣水合物生成帶內(nèi)天然氣儲量的計算與氣水合物藏內(nèi)天然氣的儲量的計算是不同的。當(dāng)前，用大家都接受的準(zhǔn)確度計算氣水合物藏內(nèi)天然氣的儲量(即水合物狀態(tài)下的天然氣儲量)是不可能的，因為：①對水合物生成動力學(xué)的研究尚少；②缺乏有關(guān)剩余水?dāng)?shù)量方面的資料；③很難算出在不同物化條件下轉(zhuǎn)化為水合物的水的份額等等。所以，只能對水合物生成帶內(nèi)所含天然氣(游離氣和氣水合物氣)的總量作出評價。 考慮到氣水合物藏的形成特性，水合物生成帶內(nèi)天然氣總的儲量Q由在水合物生成帶形成之前的常規(guī)氣藏氣的數(shù)量Ql加上從古水合物生成帶運移而來的氣體的數(shù)量Q2，再加上部分轉(zhuǎn)化為水合物狀態(tài)的水溶氣的數(shù)量Q3，得出： Q=Ql＋Q2＋Q3 (1) Q1和Q2可以用各種不同的方法算出。為了計算水合物生成帶內(nèi)的可能含氣范圍，采用了地質(zhì)異常方法得出下限，因為在水合物生成帶內(nèi)氣水合物藏的形成特性取決于它與常規(guī)條件所形成氣藏相比之下的一定富集作用(氣水合物生成帶對天然氣有很好的保存性，可以在無常規(guī)蓋層條件形成氣水合物藏等)。關(guān)于上限的確定，采用了與保證取得最大儲量計算參數(shù)相結(jié)合的體積統(tǒng)計法。古水合物生成帶的可能厚度按H．B．切爾斯基等人的資料和古地理資料計算。 特羅費姆克等人認(rèn)為，大部分水溶氣變?yōu)樗�合物狀態(tài)后增加了水合物生成帶的氣體富 集程度。這一觀點依據(jù)了Ю．Ф．馬科貢和И．П．科布洛娃的實驗研究。他們研究了在0～12℃溫度區(qū)間和15MPa壓力之間條件下甲烷的溶解度。研究證明，在上述溫度和壓力升高情況下甲烷的溶解度在一開始是增大的，但當(dāng)壓力達(dá)到一定程度時即達(dá)到水合物生成平衡壓力時，其溶解度急劇減小，繼續(xù)升高壓力，其溶解度實際上不再變化。E.C.巴爾干認(rèn)為，這一結(jié)果并不完全可信。 實際上，氣一水一氣水合物三相系統(tǒng)的平衡只有在各相成分揮發(fā)度相等條件下才會出現(xiàn)。 fiⅠ=fiⅡ=fiⅢ (2) 由此可以得出結(jié)論：在水合物生成壓力產(chǎn)生之前，平衡條件下的水是含氣的。氣的這一溶解度值在本文所討論的條件下是最大值。當(dāng)升高外部壓力時，被溶氣體的揮發(fā)度相應(yīng)增大。但由于在所給溫度條件下水合物生成壓力不變，與相平衡條件相適應(yīng)的被溶氣體就變?yōu)樗�合物。這樣，水合物生成條件下的被溶氣數(shù)量可通過下列方式計算，即先按冷卻作用層的溫度算出水合物生成壓力，再按通用的方法計算出水的含氣量。 在含水層，通常沒有游離氣，由水位差引起的壓力可大大提高層溫穩(wěn)定下的水合物生成壓力，層間水冷卻時水合物生成速度如何?外部壓力對平衡狀態(tài)水的含氣性有無影響?А．Ю．納米奧特和Л．Е．果洛金茲卡兩人的實驗表明，水合物生成過程極快，外部壓力對水溶氣體的含量影響不大。這一結(jié)果與И.Р.克里切夫斯基的看法完全相同。由此可以認(rèn)為，不含游離氣的水飽和層水的含氣性在水合物存在情況下同含水層(在層溫穩(wěn)定、層壓等于水合物生成壓力時含有游離氣)的含氣性相同。 假若在所給溫度條件下被溶氣的揮發(fā)度大于氣體對水合物的壓力，那么從水中揮發(fā)出來的氣將變成水合物。剩余在水中的氣體量可以通過水合物生成壓力來計算且可以計算每一具體情況的剩余氣量。 依據(jù)所獲結(jié)果，就可在對比水合物生成帶內(nèi)外含水組合層間水的含氣性基礎(chǔ)上，在比較水合物生成帶以外含水組合的被溶氣揮發(fā)度和水合物生成壓力基礎(chǔ)上，大致計算出Q3的值。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在可能生成水合物的大部分地區(qū)，只有極少量的水溶氣進(jìn)入水合物狀態(tài)，在水合物生成帶的氣體總平衡中，這一部分氣的作用不大。 概括上述研究可以發(fā)現(xiàn)，原蘇聯(lián)境內(nèi)水合物生成帶在4個含油氣省和位于東北部的4個獨立含油氣區(qū)很發(fā)育。在原蘇聯(lián)水合物生成帶內(nèi)共有22個含油氣區(qū)。水合物生成帶發(fā)育面積最大的要數(shù)哈坦戈斯科—維柳依含油氣省。在該省，水合生成帶到處可見。在西西伯利亞含油氣省，只有其北部才具備水合物生成條件，其水合物生成帶包括4個含油氣區(qū)：南雅馬利、格但斯克納德姆—普爾和普爾—塔佐夫含油氣區(qū)。在提馬諾—伯朝拉含油氣省水合物生成帶的分布面積不大，其中僅伊日馬—伯紹拉、伯紹拉—科爾文和霍列依維爾—科爾文和霍列依維爾一莫列尤斯以及北普列都拉爾含油氣區(qū)可能有水合物生成帶分布。 對水合物生成帶天然氣儲量的預(yù)測評價結(jié)果表明，其中一半儲量賦存于勒拿—維柳依含油氣省。15％的儲量在西西伯利亞含油氣區(qū)內(nèi)的水合物生成帶，儲量居第四位的是哈但戈斯科一維柳依含油氣省，東北地區(qū)和堪察加各含油氣區(qū)約占5％，剩余的2％在提馬諾—伯紹拉含油氣省。 眾所周知，開采氣水合物藏會出現(xiàn)一些額外的困難。這種礦床的采氣率不超過0．5，一般平均為0．1。鑒于這一點，水合生成帶的可采天然氣儲量不超過預(yù)測總量的15％，顯然是大大少于原先的計算量。 最后必須指出，雖然水合生成帶的天然氣資源是一種寶貴的烴類資源儲備，但它的工業(yè)開采卻是十分困難的。據(jù)此，Е．С．巴爾干和�。�Н．沃羅尼夫認(rèn)為，近期內(nèi)氣水合物藏不會付渚開采。然而，在開采技術(shù)發(fā)生根本性變化后，開發(fā)這種資源不僅完全可能，而且指日可待。