何谓天然气水合物

天然气水合物，也称气体水合物（gas hydrate），是由天然气与水分子在高压（>100大气压或>10MPa）和低温（0～10℃）条件下合成的一种固态结晶物质。因天然气中80%～90%的成分是甲烷，故也有人叫天然气水合物为甲烷水合物（methane hydrate或methane gas hydrate）。天然气水合物多呈白色或浅灰色晶体，外貌类似冰雪，可以象酒精块一样被点燃，故也有人叫它“可燃冰”。

天然气水合物可以象酒精一样燃烧

　　从化学结构来看，天然气水合物是这样构成的：由水分子搭成象笼子一样的多面体格架，以甲烷为主的气体分子被包含在笼子格架中。不同的温压条件，具有不同的多面体格架。

天然气水合物结构

　　从物理性质来看（表1），天然气水合物的密度接近并稍低于冰的密度，剪切系数、电介常数和热传导率均低于冰。天然气水合物的声波传播速度明显高于含气沉积物和饱和水沉积物，中子孔隙度低于饱和水沉积物，这些差别是物探方法识别天然气水合物的理论基础。此外，天然气水合物的毛细管孔隙压力较高。

表1 天然气水合物的物理性质及与其它物质的比较

参数
 纯水合物
 含水合物沉积物
 含气沉积物
 饱和水沉积物
 冰
 
声波Vp(km/Sec)
 3.25～3.6
 2.05～4.5
 0.06～1.45
 1.6～2.5
 3.8
 
声波Vs(km/Sec)
 1.6
 0.14～1.56
 
 0.38～0.39
 
 
Vp/ Vs（0℃）
 1.95
 
 
 
 1.88
 
密度（g/cm3）
 0.912
 1.15～2.4
 
 1.26～2.42平均1.75
 0.916
 
中子孔隙度（石灰岩单位%）
 50～60
 
 
 70
 
 
体积模量（-1℃）
 5.6
 
 
 
 8.8
 
剪切系数（-1 ℃）
 2.4
 
 
 
 3.9
 
柏松比
 0.33
 
 
 
 0.33
 
电阻率（Ω·M）
 1.75
 
 
 1～3
 
 
电介常数（0 ℃）
 56
 
 
 
 94
 
热传导率（-10 ℃，W/m·K）
 0.49±0.02
 
 
 
 2.23