王平康 祝有海 赵越 刘建民 张旭辉

（1中国地质调查局油气资源调查中心，北京100029；2中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037；3中国地质科学院地质力学研究所，北京100081；4中国科学院力学研究所，北京100190）

0 引言

天然气水合物是由具有相对较低分子质量的气体（如甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳、氮气等）在一定温度和压力条件下与水形成的一种内含笼形结构的固态类冰状物质。自然界中，它所包含的气体分子多以甲烷为主（90%），也被称为甲烷水合物，俗称“可燃冰”。天然气水合物具有巨大的储气能力，单位体积的天然气水合物，在常温常压下，可以释放出150—180单位体积的天然气［1］。天然气水合物作为一种新型能源，主要赋存于南北极和青藏高原永久冻土带、海底沉积地层和一些深水湖泊底部沉积物中［2-6］，据不完全统计，迄今为止全球已经累计发现超过220个天然气水合物矿点［7］。据估算，全球海洋与陆地上天然气水合物矿藏所蕴藏的甲烷气体约7.4×104Gt［8］，远超过了全世界已知的天然气总储量［9］。天然气水合物因其能量密度高、分布广、规模大、埋藏浅，被视为21世纪的一种潜在能源［10］。

极地天然气水合物分布于南北极大陆及其毗邻海域的沉积物（岩）中，与广泛分布的永久冻土带密切相关［1］，资源潜力巨大。据统计，目前已在北极和南极地区分别发现19处和5处天然气水合物矿点（图1）。勘探和研究结果表明，极地天然气水合物储层类型主要为富砂沉积物储层［1，10］，能提供天然气水合物高浓度聚集所需的储集渗透性，最可能实现远景勘探和商业利用［11］。……