Tài liệu BĂNG CHÁY( Khí Hydrate) - NGUỒN NĂNG LƯỢNG CỦA TƯƠNG LAI docx

BĂNG CHÁY KHÍ HYDRATE NGUỒN NĂNG LƯỢNG CỦA TƯƠNG LAICHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU, ĐIỀU TRA CƠ BẢN VỀ TIỀM NĂNG KHÍ HYDRAT Ở CÁC VÙNG BIỂN VÀ THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM THÁNG 10 - 2007 Trương Quốc

BĂNG CHÁY (KHÍ HYDRATE) NGUỒN NĂNG LƯỢNG CỦA TƯƠNG LAI

CHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU, ĐIỀU TRA CƠ BẢN VỀ TIỀM NĂNG KHÍ HYDRAT Ở CÁC VÙNG BIỂN VÀ THỀM LỤC

ĐỊA VIỆT NAM

THÁNG 10 - 2007

Trương Quốc Lâm

GĐ TTTTCT Tư Tưởng Tỉnh BL

BĂNG CHÁY - NGUỒN NĂNG LƯỢNG CỦA TƯƠNG LAI

BĂNG CHÁY LÀ GÌ?

• Băng cháy (tiếng Anh: Clathrate hydrates, gas clathrates, gas hydrates, methane hydrate, clathrates, hydrates ) là hỗn hợp rắn giống băng của khí hydro carbon (chủ yếu là methane) và nước, hình thành và tồn tại trong điều kiện áp suất cao, nhiệt độ thấp Khi hàm lượng methane vượt quá 75% thành phần của Gas Hydrate thì nó thường được gọi là methane hydrate

• Trong tự nhiên, băng cháy (loại hydrat methane) có tỷ trọng 913kg/m3, khi bị phá huỷ sẽ giải phóng 164m3 khí methane và 0.87m3 nước.

Cấu tạo của băng cháy

• Băng cháy không phải là hợp chất hoá học Sự thành tạo và phá huỷ băng cháy là sự chuyển pha bậc 1

• Trong tự nhiên, băng cháy có thể trong suốt hay mờ

đục, dạng tinh thể màu trắng, xám hoặc vàng, trong đó các phân tử khí chiếm giữ những cái “lồng” được tạo nên bởi các phân tử nước.

• Những cái lồng này không bền vững khi rỗng, có thể đổ

sập tạo thành cấu trúc tinh thể băng thông thường, nhưng chúng sẽ trở nên ổn định khi chứa các phân tử

• Băng cháy không phải là hợp chất hoá học Sự thành tạo và phá huỷ băng cháy là sự chuyển pha bậc 1

• Trong tự nhiên, băng cháy có thể trong suốt hay mờ

đục, dạng tinh thể màu trắng, xám hoặc vàng, trong đó các phân tử khí chiếm giữ những cái “lồng” được tạo nên bởi các phân tử nước.

• Những cái lồng này không bền vững khi rỗng, có thể đổ

sập tạo thành cấu trúc tinh thể băng thông thường, nhưng chúng sẽ trở nên ổn định khi chứa các phân tử

Cấu tạo của băng cháy

• Thường gặp 2 dạng cấu trúc tinh thể lập phương (loại I và loại II); hiếm gặp hơn là loại cấu trúc lục phương (loại H).

• Ô cơ sở loại I gồm 46 phân tử nước, loại II gồm 136 phân tử nước và loại

Sự thành tạo của băng cháy

Điểm thành tạo băng cháy (hydrate) của một số loại khí tự nhiên (Tại

nhiệt độ nhỏ hơn điểm thành tạo (bên trái) và áp suất lớn hơn điểm

Băng cháy hình thành và tồn tại ở đâu?

• Trong tự nhiên, băng

cháy tập trung ở khu vực

Băng cháy hình thành và tồn tại ở đâu?

Sơ đồ phân bố những điểm băng cháy trên thế giới

(theo USGS)

TIỀM NĂNG TÀI NGUYÊN BĂNG CHÁY

Dự báo trữ lượng băng cháy trên toàn thế giới là khoảng 400GtC ở vùng Bắc cực (MacDonald, 1990, không có số liệu vùng Nam cực), và khoảng 10.000-11.000GtC ở các đại dương (MacDonald, 1990; Kvenvolden, 1998), gấp hai lần trữ lượng các nhiên liệu hóa thạch đã biết (than, dầu khí).

TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU BĂNG CHÁY TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG KHU VỰC

• Các quốc gia, vùng lãnh thổ trong khu vực như Trung Quốc, Đài Loan cũng đã và đang đầu tư mạnh mẽ trong việc nghiên cứu băng cháy

• Đã có nhiều hội nghị quốc tế về băng cháy, trong đó có qui mô lớn

và toàn diện nhất là Hội nghị quốc tế về Băng cháy (International Conference on Gas Hydrate-ICGH) được tổ chức 3 năm một lần, bắt đầu từ năm 1993 (New York, Hoa Kỳ), 1996 (Toulouse, Pháp), 1999 (Salt Lake City, Hoa Kỳ), 2002 (Yokohama, Nhật Bản), 2005 (Trondheim, Na Uy) Hội nghị ICGH tiếp theo sẽ được tổ chức ở Vancouver, Canada vào 6-10 tháng 7 năm 2008.

• Băng cháy hiện đang được nhiều quốc gia đầu tư nghiên cứu, trong

đó dẫn đầu là các quốc gia như Hoa Kỳ, Nhật Bản, Na Uy, Canada, Hàn Quốc ;

TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU BĂNG CHÁY TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG KHU VỰC

Nhật Bản

• Năm 1974: đo vẽ, lập bản đồ địa

chất các vùng biển của Nhật Bản

bằng đo địa chấn BSR, đo vẽ địa

hoá mẫu nước lỗ rỗng trầm tích

đáy biển, đo nồng độ khí

TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU BĂNG CHÁY TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG KHU VỰC

Nhật Bản

• Nhật Bản đã xác định được nhiều vùng biển ở độ sâu từ 1.000 -

2.000 m nước có triển vọng methane hydrate, trong đó 12 vùng

được coi là rất có triển vọng với tài nguyên ước tính đến 74 nghìn tỷ

m3 khí methane (hơn 460 lần tổng lượng khí thiên nhiên tiêu thụ

hàng năm hiện nay của Nhật).

• Tháng giêng năm 2000 Nhật đã khoan ở vùng biển Nan Kai và khoan bổ sung năm 2003 khẳng định sự có mặt các lớp methane hydrate trong trầm tích cát đáy biển.

• Tháng 2 năm 2007, Nhật Bản thông báo đã bắt gặp lớp methane hydrate nằm ở độ sâu không lớn trong trầm tích đáy biển vùng Nigata, bắc Joetsu gần 30 km.

TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU BĂNG CHÁY TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG KHU VỰC

• Hàn Quốc cũng đã có chương trình phát triển băng cháy với 3 pha, trong 10 năm (2005 - 2014) do Bộ Công thương và Năng lượng chủ trì với sự tham gia của Tập đoàn Khí, Tập đoàn Dầu

mỏ, Viện Khoa học Trái đất và Khoáng sản:

địa vật lý (địa chấn chi tiết 2D, 3D), khoan thử;

định vị lỗ khoan, nghiên cứu công nghệ sản xuất băng cháy;

xuất bền vững.

TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU BĂNG CHÁY TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG KHU VỰC

Trung Quốc

tra băng cháy ở các vùng biển sâu phía đông bắc, từ năm 2000 Trung Quốc đã điều tra băng cháy ở vùng sườn phía Bắc biển Nam Trung Hoa (tương đương thuật ngữ biển Đông của Việt Nam).

tục điều tra địa chất, địa vật lý, địa hoá ở vùng này để tìm kiếm băng cháy Các phương pháp cơ bản là đo địa chấn phân giải cao, đo sâu hồi âm, địa hoá (đo khí methane đáy biển và lấy mẫu nước lỗ rỗng trầm tích biển), lấy mẫu bằng thiết bị “cua TV" (một loại robot dạng con cua được điều khiển từ xa).

thường địa hoá có thể liên quan đến sự thành tạo và phân ly băng cháy như dị thường bọt khí bề mặt trầm tích, đồng vị cacbon của methane, dị thường hàm lượng Br-, Cl-, SO4-2, đồng vị O18, tỷ số Sr87/Sr86 của nước lỗ rỗng.

TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU BĂNG CHÁY TRÊN

THẾ GIỚI VÀ TRONG KHU VỰC

Trung Quốc

• Trong khu vực

biển Đông (South

China Sea), Trung

đã có kế hoạch đầu tư 800 triệu nhân dân

tệ (100 triệu USD) để thăm dò băng cháy trong thời gian 10 năm tới

Ireland, Mexico, Norway,

New Zealand, South Africa,

Chi lê, Brazil, Hàn Quốc,

Đài Loan, Turkey, Ukraine,

Tây phi (Công-Gô)

TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU BĂNG CHÁY TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG KHU VỰC

NGHIÊN CỨU BĂNG CHÁY Ở VIỆT NAM

• Trên lãnh hải Việt Nam, vùng biển

Đông đã chứng tỏ là khu vực tiềm năng

dầu khí lớn Hơn nữa, biển Đông là một

vùng biển nước sâu rộng lớn, có những

tiền đề thuận lợi cho việc thành tạo và

tích tụ băng cháy

•Theo đánh giá của Sở Địa

chất Hoa Kỳ, tiềm năng băng

cháy của Việt Nam nằm trong

nhóm có tiềm năng trung bình

của châu Á, theo thứ tự giảm

SriLanka, Malaysia, Việt Nam,

Biển Nam Trung Hoa, Nhật

Bản, Trung Quốc và Pakistan

NGHIÊN CỨU BĂNG CHÁY Ở VIỆT NAM

trường đã tổ chức hội nghị về “Chương trình điều tra, nghiên cứu tổng hợp tiềm năng băng cháy trên các vùng

dụng thuật ngữ “khí hydrat” thay thế cho thuật ngữ “băng cháy.

– Làm rõ tiềm năng khí hydrat trên các vùng biển Việt Nam để đảm bảo an ninh năng lượng trong tương lai, góp phần bảo vệ quyền chủ quyền quốc gia trên các vùng biển, bảo đảm quốc phòng, an ninh và bảo vệ môi trường biển Việt Nam;

– Xây dựng hệ thống văn bản quy phạm pháp luật về điều tra, đánh giá, thăm dò, khai thác, chế biến và vận chuyển khí hydrat

CHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU, ĐIỀU TRA CƠ BẢN

VỀ TIỀM NĂNG KHÍ HYDRAT Ở CÁC VÙNG BIỂN VÀ

THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM

MỞ ĐẦU

PHẦN I

CÁC CĂN CỨ XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH

PHẦN II

CÁC QUAN ĐIỂM, MỤC TIÊU NHIỆM VỤ VỀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC, ĐIỀU TRA

CƠ BẢN ĐÁNH GIA TIỀM NĂNG, THĂM DÒ VÀ QUẢN LÝ NHÀ NƯỚC VỀ KHÍ

HYDRAT Ở CÁC VÙNG BIỂN VÀ THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM

PHẦN III

TỔ CHỨC, CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN CHƯƠNG TRÌNH VÀ DỰ KIẾN KINH PHÍ

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

CHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU, ĐIỀU TRA CƠ

BẢN VỀ TIỀM NĂNG KHÍ HYDRAT Ở CÁC VÙNG BIỂN VÀ THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM

Mục tiêu của Chương trình

Mục tiêu tổng quát

Nghiên cứu, điều tra về tiềm năng khí hydrat khí hydrat trên các vùng biển Việt Nam để xác lập các luận cứ khoa học nhằm: định hướng cho công tác thăm dò đánh giá trữ lượng; quy hoạch tổng thể phát triển công

nghiệp năng lượng nói chung và ngành dầu khí nói riêng; đảm bảo an ninh năng lượng trong tương lai; xây dựng

hệ thống văn bản quy phạm pháp luật quản lý nhà nước về tài nguyên khí hydrat và góp phần bảo vệ quyền chủ quyền quốc gia trên các vùng biển, bảo đảm quốc phòng, an ninh và bảo vệ môi trường biển Việt Nam.

Xây dựng hệ thống trang thiết bị kỹ thuật để phục vụ công tác nghiên cứu, điều tra cơ bản về tiềm năng khí hydrat cũng như, thăm dò, khai thác, chế biến (thu hồi) và vận chuyển khí hydrat đạt trình độ tiên tiến trong khu vực; đào tạo được đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuât có trình độ cao trong lĩnh vực này

CHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU, ĐIỀU TRA CƠ

BẢN VỀ TIỀM NĂNG KHÍ HYDRAT Ở CÁC VÙNG BIỂN VÀ THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM

Các mục tiêu cụ thể

1 Thu thập, phân tích, tổng hợp và nghiên cứu các nguồn tài liệu về khí hydrat

trong và ngoài nước, để bảo đảm cơ sở khoa học và công nghệ, cơ sở pháp lý cho công tác điều tra cơ bản về tiềm năng tài nguyên khí hydrat định hướng cho công tác , đánh giá, thăm dò đánh giá trữ lượng, tiến tới, khai thác, chế biến và thu hồi vận chuyển tài khí hydrat (trong khoảng 2008 ÷ 2020)

Từ năm 2008 đến năm 2012, tập trung phân tích tài liệu nghiên cứu, điều tra đánh giá về tiềm năng tài nguyên khí hydrat của các nước trong khu vực và trên thế giới, tổ chức trao đổi, tham quan học tập và đào tạo lực lượng cán bộ đạt trình độ tiên tiến

thông qua hợp tác quốc tế với các nước trong khu vực và trên thế giới;

2 Phát hiện cho được các cấu trúc địa chất thuận lợi trong phạm vi các vùng biển và thềm lục địa Việt Nam có triển vọng tài nguyên khí hydrat, trên cơ sở phân tích, xử lý các tài liệu địa vật lý (địa chấn sâu, địa chấn nông phân giải cao…) địa chất (trầm tích tầng mặt ), thành lập bản đò cấu trúc kiến tạo bằng các công nghệ và phần mềm khác nhau, để xác định các tiền đề dấu hiệu khí hydrat, đồng thời xúc tiến điều tra sơ bộ trên một số cấu trúc địa chất được dự báo là có triển vọng (2008 ÷ 2012);

CHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU, ĐIỀU TRA CƠ

BẢN VỀ TIỀM NĂNG KHÍ HYDRAT Ở CÁC VÙNG BIỂN VÀ THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM

Các mục tiêu cụ thể

3 Khẳng định sự tồn tại và đánh giá được tiềm năng khí hydrat

trên các diện tích hoặc các cấu trúc địa chất đã được điều tra, phát

hiện làm cơ sở tổ chức công tác thăm dò tiếp theo (2012 ÷ 2020);

4 Có được cơ sở vật chất kỹ thuật và đội ngũ cán bộ khoa học trình đạt trình độ cao phục vụ cho công tác nghiên cứu, điều tra, đánh giá, thăm dò, khai thác và chế biến khí hydrat.

CHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU, ĐIỀU TRA CƠ

BẢN VỀ TIỀM NĂNG KHÍ HYDRAT Ở CÁC VÙNG BIỂN VÀ THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM

Các nhiệm vụ của Chuơng trình

Giai đoạn 2008 ÷ 2012:

a) Thu thập, phân tích, tổng hợp tài liệu nghiên cứu, điều tra trong và ngoài nước để hiểu rõ điều kiện địa chất (cấu trúc địa chấtkiến tạo, môi trường địa chất, địa hóa, sự liên quan của chúng với các thành tạo trầm tích biển…) và xác định các tiền đề dấu hiệu (thạch học, cấu trúc địa chất, địa vật lý…) cũng như điều kiện hóa lý hình thành khí

hydrat; tìm hiểu công nghệ điều tra, thu thập, phân tích mẫu khí hydrat trên thế giới;

b) Điều tra sơ bộ nhằm khẳng định sự có mặt của khí hydrat trên các cấu trúc

“thuận lợi” thuộc các vùng biển và thềm lục địa Việt Nam

+ Phân tích, tổng hợp các dữ liệu địa vật lý (địa chấn sâu, đại chấn nông phân giải cao , đo điện, trường chuyển nhằm phát hiện các dấu hiệu, tiền đề địa chất - địa vật lý liên quan đến khí hydrat trên các vùng biển Việt Nam”;

+ Phân tích cấu trúc địa chất các vùng biển Việt Nam nhằm phát hiện các “cấu trúc thuận lợi” hình thành /chứa khí hydrat;

+ Tiến hành một số tuyến khảo sát địa chất, địa hóa, địa vật lý (địa chấn nông phân giải cao, địa chấn khúc sâu, từ, trọng lực biển…) trên các vùng biển và thềm lục địa, nhằm phát hiện các diện tích có triển vọng khí hydrat.

CHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU, ĐIỀU TRA CƠ BẢN

VỀ TIỀM NĂNG KHÍ HYDRAT Ở CÁC VÙNG BIỂN VÀ

THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM

Các nhiệm vụ của Chuơng trình

Giai đoạn 2012 ÷ 2020:

Áp dụng đồng bộ hệ phương pháp nghiên cứu (địa chất, địa hóa, địa vật lý) xúc tiến điều tra tổng hợp ,và đánh giá về tiềm năng khí hydrat khí hydrat trên một số diện tích hoặc cấu trúc địa chất có triển vọng tài nguyên khí

hydrat đã được xác lập từ giai đoạn I2008 ÷ 2012

Giai đoạn 2007 ÷ 2020:

Nghiên cứu khoa học và công nghệ và xây dựng hệ thống văn bản quy

phạm pháp luật về điều tra, đánh giá, thăm dò, khai thác, chế biến và vận

chuyển khí hydrat.a) Thu thập, phân tích, tổng hợp tài liệu nghiên cứu, điều tra trong và ngoài nước để hiểu rõ điều kiện địa chất (cấu trúc địa chấtkiến tạo, môi trường địa chất, địa hóa, sự liên quan của chúng với các thành tạo trầm tích biển…) và xác định các tiền đề dấu hiệu (thạch học, cấu trúc địa

chất, địa vật lý…) cũng như điều kiện hóa lý hình thành khí hydrat; tìm hiểu công nghệ điều tra, thu thập, phân tích mẫu khí hydrat trên thế giới;

CHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU, ĐIỀU TRA CƠ BẢN

VỀ TIỀM NĂNG KHÍ HYDRAT Ở CÁC VÙNG BIỂN VÀ

THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM

Nguyên tắc xây dựng đề tài nghiên cứu, dự án điều tra cơ bản về tiềm năng khí hydrat

Các nhiêm vụ, dự án phải đáp ứng được một trong các yêu cầu sau:

1 Yêu cầu cấp bách cho việc đảm bảo an ninh quốc phòng và bảo vệ và khẳng định chủ quyền quốc gia;

2 Yêu cầu của chiến lược phát triển kinh tế biển và các yêu

cầu thực tiễn về phát triển ngành công nghiệp năng lượng, đảm bảo an ninh năng lượng, tìm nguồn thay thế nhiên liệu hóa thạch trong tương lai với mục tiêu chung là đưa nước ta trở thành nước

có nền kinh tế biển mạnh và hiện đại;

CHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU, ĐIỀU TRA CƠ BẢN

VỀ TIỀM NĂNG KHÍ HYDRAT Ở CÁC VÙNG BIỂN VÀ

THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM

CÁC ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU VÀ DỰ ÁN DTCB CỦA CHƯƠNG TRÌNH

về khí hydrat;

vùng biển và thềm lục địa Việt Nam bằng hệ phương pháp địa

chất, địa hóa;

vùng biển và thềm lục địa Việt Nam bằng hệ phương pháp địa vật lý;

đánh giá, thăm dò, khai thác khí hydrat;

đánh giá, thăm dò, khai thác khí hydrat

CHƯƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU, ĐIỀU TRA CƠ

BẢN VỀ TIỀM NĂNG KHÍ HYDRAT Ở CÁC VÙNG BIỂN VÀ THỀM LỤC ĐỊA VIỆT NAM

Kết quả và sản phẩm của Chuơng trình

a) Tạo lập được hệ thống cơ sở dữ liệu có độ tin cậy cao về tài nguyên khí hydrat ở vùng biển và thềm lục địa Việt Nam, làm cơ sở cho việc khẳng định quyền chủ quyền và quyền tài phán của Việt Nam trên biển, xây dựng quy

hoạch phát triển ngành công nghiệp năng lượng nói chung và ngành dầu khí nói riêng và hoạch định các thể chế, chính sách quản lý tài Nhà nước về tài nguyên khí hydrat;

b) Bản đồ phân vùng triển vọng tiềm năng tài nguyên khí hydrat trong các vùng biển và thềm lục địa Việt Nam định hướng cho công tác thăm dò và đánh giá trữ lượng tài nguyên khí hydrat;

c) Hệ thống cơ sở vật chất kỹ thuật đạt trình độ tiên tiến trong khu vực và đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật trình độ cao đáp ứng yêu cầu của công tác nghiên cứu, điều cơ bản, thăm dò, khai thác, chế biến và quản lý Nhà nước về tài nguyên khí hydrat và hội nhập quốc tế.