Question

19．（二）閱讀《可燃冰》
可燃冰
據(jù)新華社消息，我國南海北部神狐海域進(jìn)行的天然氣水合物（可燃冰）試采獲得成功，預(yù)計在2030年以前將會得到商業(yè)性開發(fā)利用．中國地質(zhì)調(diào)查局副總工程師、天然氣水合物試采現(xiàn)場總指揮葉建良表示，從5月10日正式出氣試點火成功，到目前為止，我們已經(jīng)連續(xù)開采八天了，日產(chǎn)超過一萬立方米以上，最高日產(chǎn)達(dá)到了3.5萬立方米，這種連續(xù)穩(wěn)定的出氣，達(dá)到了我們原來預(yù)定的目標(biāo)．
天然氣水合物，是分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結(jié)晶物質(zhì)．因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒，所以又被稱作“可燃冰”或者“固體瓦斯”和“氣冰”．
可燃冰分布于深海沉積物或陸域永久凍土中，是由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì)，燃燒后僅會生成少量的二氧化碳和水，污染比煤、石油、天然氣小很多，但能量高出十倍．可燃冰儲量巨大，所含有機(jī)碳資源總量相當(dāng)于全球已知煤、石油和天然氣總量的兩倍，被國際公認(rèn)為石油、天然氣的接替能源．
我國管轄海域和陸區(qū)蘊(yùn)藏有豐富的可燃冰資源．通過勘查，2016年，在我國海域，已圈定了6個可燃冰成礦遠(yuǎn)景區(qū)，在青南藏北已優(yōu)選了9個有利區(qū)塊，據(jù)預(yù)測，我國可燃冰遠(yuǎn)景資源量超過1000億噸油當(dāng)量，潛力巨大．因絕大部分埋藏于海底，所以可燃冰開采難度十分巨大．目前，日本、加拿大等國都在加緊對這種未來能源進(jìn)行試開采嘗試，但都因種種原因未能實現(xiàn)或未達(dá)到連續(xù)產(chǎn)氣的預(yù)定目標(biāo)．
據(jù)了解，南海北部神狐海域的天然氣水合物試開采現(xiàn)場距香港約285公里，采氣點位于水深1266米海底下200米的海床中．自5月10日正式出氣至今，已累計產(chǎn)出超12萬立方米甲烷含量高達(dá)99.5%的天然氣．實現(xiàn)連續(xù)超一周的穩(wěn)定產(chǎn)氣，標(biāo)志著我國進(jìn)行的首次天然氣水合物試采宣告成功．天然氣水合物的試開采一直是一項世界性難題．2013年日本曾嘗試進(jìn)行過海域天然氣水合物的試開采工作，雖然成功出氣，但六天之后，由于泥沙堵住了鉆井通道，試采被迫停止．
這一次，我國科學(xué)家利用降壓法，將海底原本穩(wěn)定的壓力降低，從而打破了天然氣水合物儲層的成藏條件，之后再將分散在類似海綿空隙中一樣的可燃冰聚集，利用我國自主研發(fā)的一套水、沙、氣分離核心技術(shù)最終將天然氣取出．葉建良表示，我們這次運用了地層流體抽取法，從單純考慮降壓變成了關(guān)注流體的抽取，通過保證流體的抽取來實現(xiàn)穩(wěn)定的降壓．降壓方案充分體現(xiàn)了優(yōu)越性，也是保證我們這次試采成功一個關(guān)鍵因素，這也是在國際上從理論到技術(shù)方法的一個創(chuàng)新．
天然氣水合物是資源量豐富的高效清潔能源，是未來全球能源發(fā)展的戰(zhàn)略制高點．此次試開采成功，不僅表明我國天然氣水合物勘查和開發(fā)的核心技術(shù)得到驗證，也標(biāo)志著中國在這一領(lǐng)域的綜合實力達(dá)到世界頂尖水平．
（1）從5月10日正式出氣試點火成功，到目前為止，若最高日產(chǎn)可燃冰完全燃燒可以放出1.26×l0¹²J的熱量（可燃冰的熱值取3.6×10⁷ J/m³）；
（2）我國科學(xué)家利用地層流體抽取法，從單純考慮降壓變成了關(guān)注流體的抽取，通過保證流體的抽取來實現(xiàn)穩(wěn)定的降壓；
（3）南海北部神狐海域的天然氣水合物試開采現(xiàn)場距香港約285公里，采氣點位于水深1266米海底下的海床中，則海床受到的壓強(qiáng)為1.266×l0⁷Pa（g取10N/kg，海水的密度取1.0×10³ kg/m³）．

Answer 1

分析 （1）知道“可燃冰”質(zhì)量和熱值，利用Q_放=Vq求最高日產(chǎn)“可燃冰”完全燃燒放出的熱量；
（2）答案可從資料中查找；
（3）已知水的深度，根據(jù)公式p=ρgh可求產(chǎn)生的壓強(qiáng)．

解答 解：
（1）最高日產(chǎn)可燃冰的體積：V=3.5×10⁴m³，
“可燃冰”完全燃燒放出的熱量：
Q_放=Vq=3.5×10⁴m³×3.6×10⁷J/m³=1.26×l0¹²J；
（2）由資料中“我國科學(xué)家利用降壓法，將海底原本穩(wěn)定的壓力降低，從而打破了天然氣水合物儲層的成藏條件，之后再將分散在類似海綿空隙中一樣的可燃冰聚集，利用我國自主研發(fā)的一套水、沙、氣分離核心技術(shù)最終將天然氣取出．葉建良表示，我們這次運用了地層流體抽取法，從單純考慮降壓變成了關(guān)注流體的抽取，通過保證流體的抽取來實現(xiàn)穩(wěn)定的降壓．”可知我國科學(xué)家采用的是地層流體抽取法；
（3）海床受到的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1266m=1.266×l0⁷Pa；
故答案為：（1）1.26×l0¹²；（2）地層流體抽取法；（3）1.266×l0⁷．

點評 本題考查了燃料完全燃燒放熱公式和液體壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，屬于基礎(chǔ)題目．