3)煤層氣
煤層氣(Coal Bed Methane)是一種新型能源。先采氣、后采煤,不但可以從根本上排除瓦斯事故,而且可使煤炭建井費用降低1/4以上。
近年來,美國、北歐、澳大利亞等20多個國家都致力于煤層氣的勘探和開采。美國已成立煤層氣開發(fā)公司20多個。我國煤層氣資源居世界前列。截止至1999年10月底,全國累計勘探打井157口。初步估算具有(30~35)萬億m3的煤層氣資源。但迄今為止,還沒有進行規(guī)模較大的商業(yè)性生產(chǎn)。為了發(fā)展我國的煤層氣產(chǎn)業(yè),必須建立符合我國地質情況(如低壓、低滲、構造破壞嚴重等)的地質理論和勘探、開采方法。
4)石油、天然氣、天然氣水合物
當前,全世界約有2/3的石油不能用常規(guī)技術開采出來。因此,石油工程巖石力學日益受到重視,曾多次召開國際會議(如OilRock SPE/ISRM會議)進行研討。近年來,國際上開發(fā)了定向鉆探技術、深海油田浮動鉆塔開采技術及空氣射流開采技術。石油開采的重點轉向深海、極地、沼澤等困難地區(qū)。油氣勘探的范圍擴展到地下2 000m~8 000m。在這個范圍內,圍壓及孔隙壓可達200Mpa,溫度可達200℃,出現(xiàn)許多特殊的巖石力學問題。我國在陸相地層成油理論、砂巖油田高含水開采、3次強化采油技術、陸相薄互層油儲地球物理勘探、復雜油氣田波場特征研究等方面取得了重要進展,但總體水平有待提高。在天然氣開采方面,開發(fā)程度比較低,生產(chǎn)規(guī)模比較小,油氣產(chǎn)量之比遠低于國際水平。在石油地下洞室儲存方面,我國有一定的基礎。在天然氣尤其是液化天然氣地下儲存方面處于初期階段。
應該提醒人們注意的是,我國對石油的需求量每年以4%的速度增長,目前1/3的石油需要進口。2002年我國的石油消費量為2.48億噸,僅次于美國,日本。預計在2003年內將超過日本成為第2大石油消費國,加大石油巖石力學的研究勢在必行。
5)天然氣水合物(Natural gas hydrate)
天然氣水合物又稱“可燃冰”或冷凍天然氣(Frozen natural gas)它是甲烷類天然氣被包進水分子,在海底低溫與壓力下形成的一種透明結晶體。上世紀60年代以來,科學家陸續(xù)在全球凍土帶和海洋深處發(fā)現(xiàn)可以燃燒的“冰”總儲量約為1.1億噸。
美國從20世紀60年代開始對“可燃冰”進行調查,1981年制定了“可燃冰”十年研究計劃,1998年又把“可燃冰”作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略能源列入長遠規(guī)劃,每年投入2000萬美圓,準備在2015年投入商業(yè)開采。日本于1992年開始研究開發(fā)海洋“可燃冰”,1995年投入150億日圓制訂了5年期的“甲烷水合物研究及開發(fā)初步計劃”,目前已基本完成周邊海域的“可燃冰”調查與評價,并計劃在2010年進行試生產(chǎn)。
近五年來,加拿大、德國、澳大利亞、法國、英國、比利時、巴西、挪威、印度等國都在進行“可燃冰”的開發(fā)研究。
在我國,“可燃冰”的儲量遠大于煤層氣。據(jù)中國地質調查局的初步調查,整個南中國的“可燃冰”的資源相當于700億噸石油,是我國常規(guī)油氣資源量的一半。此外,在我國青藏高原多年凍土區(qū)“可燃冰”的開發(fā)前景也十分廣闊。宜盡快組織力量,加強這方面的工作。在工作中必須注意的是:天然氣水合物性質很不穩(wěn)定,一旦失控,會造成災害,大量泄漏,會加劇全球的溫室效應。
6)核能
近年來,出于安全和環(huán)境保護的需要,歐美大部分發(fā)達國家基本上停建或提前關閉核電站,核電設備和技術處于買方市場(2003年以來,核電行情見好,但高放核廢料處理問題仍待解決)。一些發(fā)展中國家(包括中國),正致力于核電建設,如我國于2003年初宣布建造4個新核電站,到2005年核電裝機將達8900MW,約占全國總發(fā)電量的2.5%。
在21世紀,高放射性核廢料地下深部處理將繼續(xù)成為舉世關注的巖石力學難題。目前,各國探索利用深達數(shù)百米的巖石洞室(結晶巖、巖鹽、粘土巖、頁巖、砂巖等)做永久儲存庫。但是地表水、地下水的滲流,發(fā)射性核素的遷移、人類活動、構造運動,地震等均可導致核泄漏。由于技術上的原因,加上各界人士的強烈*,使一些核電生產(chǎn)大國選擇永久性核廢料存放地點時陷于困境。
在一些發(fā)達國家,除自行研究外,還廣泛進行國際合作,如的STRIPA 計劃,DECOVALEX計劃等。
在庫址選擇時,不但有許多巖石力學難題,如熱力學—流體力學—巖石力學—化學(T-H-M-C)的耦合作用等,還涉及構造地質、水文地質、水文化學、物球物理、地球化學等方面的問題。此外,還要綜合考慮政治、經(jīng)濟因素。由于含钚核廢料的半衰期為2.4萬年,因此,所要考慮的時間因素至少為1萬年,甚至10萬年以上。
近年來與核廢料儲存有關的新學科《鹽力學》(Salt Mechanics)備受人們的關注,已召開過5次國際會議。
我國于1986年成立了高放核廢料處理研究組,制定了代號為SDC的研究計劃。在場址選擇、回填材料、近場核素化學狀態(tài)性能評價模式等方面進行了許多工作,對放射性核素在裂隙巖體中的遷移模式研究受到國外同行的重視。但總體水平不高,宜加強國際合作,盡快與國際接軌。近年來,在國際機構中有若干華人專家從事核廢料深部處理研究(如井蘭如博士),這對我國縮小與國際的差距很有好處。
煤層氣(Coal Bed Methane)是一種新型能源。先采氣、后采煤,不但可以從根本上排除瓦斯事故,而且可使煤炭建井費用降低1/4以上。
近年來,美國、北歐、澳大利亞等20多個國家都致力于煤層氣的勘探和開采。美國已成立煤層氣開發(fā)公司20多個。我國煤層氣資源居世界前列。截止至1999年10月底,全國累計勘探打井157口。初步估算具有(30~35)萬億m3的煤層氣資源。但迄今為止,還沒有進行規(guī)模較大的商業(yè)性生產(chǎn)。為了發(fā)展我國的煤層氣產(chǎn)業(yè),必須建立符合我國地質情況(如低壓、低滲、構造破壞嚴重等)的地質理論和勘探、開采方法。
4)石油、天然氣、天然氣水合物
當前,全世界約有2/3的石油不能用常規(guī)技術開采出來。因此,石油工程巖石力學日益受到重視,曾多次召開國際會議(如OilRock SPE/ISRM會議)進行研討。近年來,國際上開發(fā)了定向鉆探技術、深海油田浮動鉆塔開采技術及空氣射流開采技術。石油開采的重點轉向深海、極地、沼澤等困難地區(qū)。油氣勘探的范圍擴展到地下2 000m~8 000m。在這個范圍內,圍壓及孔隙壓可達200Mpa,溫度可達200℃,出現(xiàn)許多特殊的巖石力學問題。我國在陸相地層成油理論、砂巖油田高含水開采、3次強化采油技術、陸相薄互層油儲地球物理勘探、復雜油氣田波場特征研究等方面取得了重要進展,但總體水平有待提高。在天然氣開采方面,開發(fā)程度比較低,生產(chǎn)規(guī)模比較小,油氣產(chǎn)量之比遠低于國際水平。在石油地下洞室儲存方面,我國有一定的基礎。在天然氣尤其是液化天然氣地下儲存方面處于初期階段。
應該提醒人們注意的是,我國對石油的需求量每年以4%的速度增長,目前1/3的石油需要進口。2002年我國的石油消費量為2.48億噸,僅次于美國,日本。預計在2003年內將超過日本成為第2大石油消費國,加大石油巖石力學的研究勢在必行。
5)天然氣水合物(Natural gas hydrate)
天然氣水合物又稱“可燃冰”或冷凍天然氣(Frozen natural gas)它是甲烷類天然氣被包進水分子,在海底低溫與壓力下形成的一種透明結晶體。上世紀60年代以來,科學家陸續(xù)在全球凍土帶和海洋深處發(fā)現(xiàn)可以燃燒的“冰”總儲量約為1.1億噸。
美國從20世紀60年代開始對“可燃冰”進行調查,1981年制定了“可燃冰”十年研究計劃,1998年又把“可燃冰”作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略能源列入長遠規(guī)劃,每年投入2000萬美圓,準備在2015年投入商業(yè)開采。日本于1992年開始研究開發(fā)海洋“可燃冰”,1995年投入150億日圓制訂了5年期的“甲烷水合物研究及開發(fā)初步計劃”,目前已基本完成周邊海域的“可燃冰”調查與評價,并計劃在2010年進行試生產(chǎn)。
近五年來,加拿大、德國、澳大利亞、法國、英國、比利時、巴西、挪威、印度等國都在進行“可燃冰”的開發(fā)研究。
在我國,“可燃冰”的儲量遠大于煤層氣。據(jù)中國地質調查局的初步調查,整個南中國的“可燃冰”的資源相當于700億噸石油,是我國常規(guī)油氣資源量的一半。此外,在我國青藏高原多年凍土區(qū)“可燃冰”的開發(fā)前景也十分廣闊。宜盡快組織力量,加強這方面的工作。在工作中必須注意的是:天然氣水合物性質很不穩(wěn)定,一旦失控,會造成災害,大量泄漏,會加劇全球的溫室效應。
6)核能
近年來,出于安全和環(huán)境保護的需要,歐美大部分發(fā)達國家基本上停建或提前關閉核電站,核電設備和技術處于買方市場(2003年以來,核電行情見好,但高放核廢料處理問題仍待解決)。一些發(fā)展中國家(包括中國),正致力于核電建設,如我國于2003年初宣布建造4個新核電站,到2005年核電裝機將達8900MW,約占全國總發(fā)電量的2.5%。
在21世紀,高放射性核廢料地下深部處理將繼續(xù)成為舉世關注的巖石力學難題。目前,各國探索利用深達數(shù)百米的巖石洞室(結晶巖、巖鹽、粘土巖、頁巖、砂巖等)做永久儲存庫。但是地表水、地下水的滲流,發(fā)射性核素的遷移、人類活動、構造運動,地震等均可導致核泄漏。由于技術上的原因,加上各界人士的強烈*,使一些核電生產(chǎn)大國選擇永久性核廢料存放地點時陷于困境。
在一些發(fā)達國家,除自行研究外,還廣泛進行國際合作,如的STRIPA 計劃,DECOVALEX計劃等。
在庫址選擇時,不但有許多巖石力學難題,如熱力學—流體力學—巖石力學—化學(T-H-M-C)的耦合作用等,還涉及構造地質、水文地質、水文化學、物球物理、地球化學等方面的問題。此外,還要綜合考慮政治、經(jīng)濟因素。由于含钚核廢料的半衰期為2.4萬年,因此,所要考慮的時間因素至少為1萬年,甚至10萬年以上。
近年來與核廢料儲存有關的新學科《鹽力學》(Salt Mechanics)備受人們的關注,已召開過5次國際會議。
我國于1986年成立了高放核廢料處理研究組,制定了代號為SDC的研究計劃。在場址選擇、回填材料、近場核素化學狀態(tài)性能評價模式等方面進行了許多工作,對放射性核素在裂隙巖體中的遷移模式研究受到國外同行的重視。但總體水平不高,宜加強國際合作,盡快與國際接軌。近年來,在國際機構中有若干華人專家從事核廢料深部處理研究(如井蘭如博士),這對我國縮小與國際的差距很有好處。