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(fèi)用降低1/4以上。
近年來(lái),美國(guó)、北歐、澳大利亞等20多個(gè)國(guó)家都致力于煤層氣的勘探和開(kāi)采。美國(guó)已成立煤層氣開(kāi)發(fā)公司20多個(gè)。我國(guó)煤層氣資源居世界前列。截止至1999年10月底,全國(guó)累計(jì)勘探打井157口。初步估算具有(30~35)萬(wàn)億m3的煤層氣資源。但迄今為止,還沒(méi)有進(jìn)行規(guī)模較大的商業(yè)性生產(chǎn)。為了發(fā)展我國(guó)的煤層氣產(chǎn)業(yè),必須建立符合我國(guó)地質(zhì)情況(如低壓、低滲、構(gòu)造破壞嚴(yán)重等)的地質(zhì)理論和勘探、開(kāi)采方法。
4)石油、天然氣、天然氣水合物
當(dāng)前,全世界約有2/3的石油不能用常規(guī)技術(shù)開(kāi)采出來(lái)。因此,石油工程巖石力學(xué)日益受到重視,曾多次召開(kāi)國(guó)際會(huì)議(如OilRock SPE/ISRM會(huì)議)進(jìn)行研討。近年來(lái),國(guó)際上開(kāi)發(fā)了定向鉆探技術(shù)、深海油田浮動(dòng)鉆塔開(kāi)采技術(shù)及空氣射流開(kāi)采技術(shù)。石油開(kāi)采的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向深海、極地、沼澤等困難地區(qū)。油氣勘探的范圍擴(kuò)展到地下2 000m~8 000m。在這個(gè)范圍內(nèi),圍壓及孔隙壓可達(dá)200Mpa,溫度可達(dá)200℃,出現(xiàn)許多特殊的巖石力學(xué)問(wèn)題。我國(guó)在陸相地層成油理論、砂巖油田高含水開(kāi)采、3次強(qiáng)化采油技術(shù)、陸相薄互層油儲(chǔ)地球物理勘探、復(fù)雜油氣田波場(chǎng)特征研究等方面取得了重要進(jìn)展,但總體水平有待提高。在天然氣開(kāi)采方面,開(kāi)發(fā)程度比較低,生產(chǎn)規(guī)模比較小,油氣產(chǎn)量之比遠(yuǎn)低于國(guó)際水平。在石油地下洞室儲(chǔ)存方面,我國(guó)有一定的基礎(chǔ)。在天然氣尤其是液化天然氣地下儲(chǔ)存方面處于初期階段。
應(yīng)該提醒人們注意的是,我國(guó)對(duì)石油的需求量每年以4%的速度增長(zhǎng),目前1/3的石油需要進(jìn)口。2002年我國(guó)的石油消費(fèi)量為2.48億噸,僅次于美國(guó),日本。預(yù)計(jì)在2003年內(nèi)將超過(guò)日本成為第2大石油消費(fèi)國(guó),加大石油巖石力學(xué)的研究勢(shì)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(jìn)水分子,在海底低溫與壓力下形成的一種透明結(jié)晶體。上世紀(jì)60年代以來(lái),科學(xué)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(chǔ)量約為1.1億噸。
美國(guó)從20世紀(jì)60年代開(kāi)始對(duì)“可燃冰”進(jìn)行調(diào)查,1981年制定了“可燃冰”十年研究計(jì)劃,1998年又把“可燃冰”作為國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略能源列入長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃,每年投入2000萬(wàn)美圓,準(zhǔn)備在2015年投入商業(yè)開(kāi)采。日本于1992年開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)海洋“可燃冰”,1995年投入150億日?qǐng)A制訂了5年期的“甲烷水合物研究及開(kāi)發(fā)初步計(jì)劃”,目前已基本完成周邊海域的“可燃冰”調(diào)查與評(píng)價(jià),并計(jì)劃在2010年進(jìn)行試生產(chǎn)。
近五年來(lái),加拿大、德國(guó)、澳大利亞、法國(guó)、英國(guó)、比利時(shí)、巴西、挪威、印度等國(guó)都在進(jìn)行“可燃冰”的開(kāi)發(fā)研究。
在我國(guó),“可燃冰”的儲(chǔ)量遠(yuǎn)大于煤層氣。據(jù)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的初步調(diào)查,整個(gè)南中國(guó)的“可燃冰”的資源相當(dāng)于700億噸石油,是我國(guó)常規(guī)油氣資源量的一半。此外,在我國(guó)青藏高原多年凍土區(qū)“可燃冰”的開(kāi)發(fā)前景也十分廣闊。宜盡快組織力量,加強(qiáng)這方面的工作。在工作中必須注意的是:天然氣水合物性質(zhì)很不穩(wěn)定,一旦失控,會(huì)造成災(zāi)害,大量泄漏,會(huì)加劇全球的溫室效應(yīng)。
6)核能
近年來(lái),出于安全和環(huán)境保護(hù)的需要,歐美大部分發(fā)達(dá)國(guó)家基本上停建或提前關(guān)閉核電站,核電設(shè)備和技術(shù)處于買方市場(chǎng)(2003年以來(lái),核電行情見(jiàn)好,但高放核廢料處理問(wèn)題仍待解決)。一些發(fā)展中國(guó)家(包括中國(guó)),正致力于核電建設(shè),如我國(guó)于2003年初宣布建造4個(gè)新核電站,到2005年核電裝機(jī)將達(dá)8900MW,約占全國(guó)總發(fā)電量的2.5%。
在21世紀(jì),高放射性核廢料地下深部處理將繼續(xù)成為舉世關(guān)注的巖石力學(xué)難題。目前,各國(guó)探索利用深達(dá)數(shù)百米的巖石洞室(結(jié)晶巖、巖鹽、粘土巖、頁(yè)巖、砂巖等)做永久儲(chǔ)存庫(kù)。但是地表水、地下水的滲流,發(fā)射性核素的遷移、人類活動(dòng)、構(gòu)造運(yùn)動(dòng),地震等均可導(dǎo)致核泄漏。由于技術(shù)上的原因,加上各界人士的強(qiáng)烈*,使一些核電生產(chǎn)大國(guó)選擇永久性核廢料存放地點(diǎn)時(shí)陷于困境。
在一些發(fā)達(dá)國(guó)家,除自行研究外,還廣泛進(jìn)行國(guó)際合作,如的STRIPA 計(jì)劃,DECOVALEX計(jì)劃等。
在庫(kù)址選擇時(shí),不但有許多巖石力學(xué)難題,如熱力學(xué)—流體力學(xué)—巖石力學(xué)—化學(xué)(T-H-M-C)的耦合作用等,還涉及構(gòu)造地質(zhì)、水文地質(zhì)、水文化學(xué)、物球物理、地球化學(xué)等方面的問(wèn)題。此外,還要綜合考慮政治、經(jīng)濟(jì)因素。由于含钚核廢料的半衰期為2.4萬(wàn)年,因此,所要考慮的時(shí)間因素至少為1萬(wàn)年,甚至10萬(wàn)年以上。
近年來(lái)與核廢料儲(chǔ)存有關(guān)的新學(xué)科《鹽力學(xué)》(Salt Mechanics)備受人們的關(guān)注,已召開(kāi)過(guò)5次國(guó)際會(huì)議。
我國(guó)于1986年成立了高放核廢料處理研究組,制定了代號(hào)為SDC的研究計(jì)劃。在場(chǎng)址選擇、回填材料、近場(chǎng)核素化學(xué)狀態(tài)性能評(píng)價(jià)模式等方面進(jìn)行了許多工作,對(duì)放射性核素在裂隙巖體中的遷移模式研究受到國(guó)外同行的重視。但總體水平不高,宜加強(qiáng)國(guó)際合作,盡快與國(guó)際接軌。近年來(lái),在國(guó)際機(jī)構(gòu)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(duì)我國(guó)縮小與國(guó)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(fèi)用降低1/4以上。
近年來(lái),美國(guó)、北歐、澳大利亞等20多個(gè)國(guó)家都致力于煤層氣的勘探和開(kāi)采。美國(guó)已成立煤層氣開(kāi)發(fā)公司20多個(gè)。我國(guó)煤層氣資源居世界前列。截止至1999年10月底,全國(guó)累計(jì)勘探打井157口。初步估算具有(30~35)萬(wàn)億m3的煤層氣資源。但迄今為止,還沒(méi)有進(jìn)行規(guī)模較大的商業(yè)性生產(chǎn)。為了發(fā)展我國(guó)的煤層氣產(chǎn)業(yè),必須建立符合我國(guó)地質(zhì)情況(如低壓、低滲、構(gòu)造破壞嚴(yán)重等)的地質(zhì)理論和勘探、開(kāi)采方法。
4)石油、天然氣、天然氣水合物
當(dāng)前,全世界約有2/3的石油不能用常規(guī)技術(shù)開(kāi)采出來(lái)。因此,石油工程巖石力學(xué)日益受到重視,曾多次召開(kāi)國(guó)際會(huì)議(如OilRock SPE/ISRM會(huì)議)進(jìn)行研討。近年來(lái),國(guó)際上開(kāi)發(fā)了定向鉆探技術(shù)、深海油田浮動(dòng)鉆塔開(kāi)采技術(shù)及空氣射流開(kāi)采技術(shù)。石油開(kāi)采的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向深海、極地、沼澤等困難地區(qū)。油氣勘探的范圍擴(kuò)展到地下2 000m~8 000m。在這個(gè)范圍內(nèi),圍壓及孔隙壓可達(dá)200Mpa,溫度可達(dá)200℃,出現(xiàn)許多特殊的巖石力學(xué)問(wèn)題。我國(guó)在陸相地層成油理論、砂巖油田高含水開(kāi)采、3次強(qiáng)化采油技術(shù)、陸相薄互層油儲(chǔ)地球物理勘探、復(fù)雜油氣田波場(chǎng)特征研究等方面取得了重要進(jìn)展,但總體水平有待提高。在天然氣開(kāi)采方面,開(kāi)發(fā)程度比較低,生產(chǎn)規(guī)模比較小,油氣產(chǎn)量之比遠(yuǎn)低于國(guó)際水平。在石油地下洞室儲(chǔ)存方面,我國(guó)有一定的基礎(chǔ)。在天然氣尤其是液化天然氣地下儲(chǔ)存方面處于初期階段。
應(yīng)該提醒人們注意的是,我國(guó)對(duì)石油的需求量每年以4%的速度增長(zhǎng),目前1/3的石油需要進(jìn)口。2002年我國(guó)的石油消費(fèi)量為2.48億噸,僅次于美國(guó),日本。預(yù)計(jì)在2003年內(nèi)將超過(guò)日本成為第2大石油消費(fèi)國(guó),加大石油巖石力學(xué)的研究勢(shì)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(jìn)水分子,在海底低溫與壓力下形成的一種透明結(jié)晶體。上世紀(jì)60年代以來(lái),科學(xué)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(chǔ)量約為1.1億噸。
美國(guó)從20世紀(jì)60年代開(kāi)始對(duì)“可燃冰”進(jìn)行調(diào)查,1981年制定了“可燃冰”十年研究計(jì)劃,1998年又把“可燃冰”作為國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略能源列入長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃,每年投入2000萬(wàn)美圓,準(zhǔn)備在2015年投入商業(yè)開(kāi)采。日本于1992年開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)海洋“可燃冰”,1995年投入150億日?qǐng)A制訂了5年期的“甲烷水合物研究及開(kāi)發(fā)初步計(jì)劃”,目前已基本完成周邊海域的“可燃冰”調(diào)查與評(píng)價(jià),并計(jì)劃在2010年進(jìn)行試生產(chǎn)。
近五年來(lái),加拿大、德國(guó)、澳大利亞、法國(guó)、英國(guó)、比利時(shí)、巴西、挪威、印度等國(guó)都在進(jìn)行“可燃冰”的開(kāi)發(fā)研究。
在我國(guó),“可燃冰”的儲(chǔ)量遠(yuǎn)大于煤層氣。據(jù)中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的初步調(diào)查,整個(gè)南中國(guó)的“可燃冰”的資源相當(dāng)于700億噸石油,是我國(guó)常規(guī)油氣資源量的一半。此外,在我國(guó)青藏高原多年凍土區(qū)“可燃冰”的開(kāi)發(fā)前景也十分廣闊。宜盡快組織力量,加強(qiáng)這方面的工作。在工作中必須注意的是:天然氣水合物性質(zhì)很不穩(wěn)定,一旦失控,會(huì)造成災(zāi)害,大量泄漏,會(huì)加劇全球的溫室效應(yīng)。
6)核能
近年來(lái),出于安全和環(huán)境保護(hù)的需要,歐美大部分發(fā)達(dá)國(guó)家基本上停建或提前關(guān)閉核電站,核電設(shè)備和技術(shù)處于買方市場(chǎng)(2003年以來(lái),核電行情見(jiàn)好,但高放核廢料處理問(wèn)題仍待解決)。一些發(fā)展中國(guó)家(包括中國(guó)),正致力于核電建設(shè),如我國(guó)于2003年初宣布建造4個(gè)新核電站,到2005年核電裝機(jī)將達(dá)8900MW,約占全國(guó)總發(fā)電量的2.5%。
在21世紀(jì),高放射性核廢料地下深部處理將繼續(xù)成為舉世關(guān)注的巖石力學(xué)難題。目前,各國(guó)探索利用深達(dá)數(shù)百米的巖石洞室(結(jié)晶巖、巖鹽、粘土巖、頁(yè)巖、砂巖等)做永久儲(chǔ)存庫(kù)。但是地表水、地下水的滲流,發(fā)射性核素的遷移、人類活動(dòng)、構(gòu)造運(yùn)動(dòng),地震等均可導(dǎo)致核泄漏。由于技術(shù)上的原因,加上各界人士的強(qiáng)烈*,使一些核電生產(chǎn)大國(guó)選擇永久性核廢料存放地點(diǎn)時(shí)陷于困境。
在一些發(fā)達(dá)國(guó)家,除自行研究外,還廣泛進(jìn)行國(guó)際合作,如的STRIPA 計(jì)劃,DECOVALEX計(jì)劃等。
在庫(kù)址選擇時(shí),不但有許多巖石力學(xué)難題,如熱力學(xué)—流體力學(xué)—巖石力學(xué)—化學(xué)(T-H-M-C)的耦合作用等,還涉及構(gòu)造地質(zhì)、水文地質(zhì)、水文化學(xué)、物球物理、地球化學(xué)等方面的問(wèn)題。此外,還要綜合考慮政治、經(jīng)濟(jì)因素。由于含钚核廢料的半衰期為2.4萬(wàn)年,因此,所要考慮的時(shí)間因素至少為1萬(wàn)年,甚至10萬(wàn)年以上。
近年來(lái)與核廢料儲(chǔ)存有關(guān)的新學(xué)科《鹽力學(xué)》(Salt Mechanics)備受人們的關(guān)注,已召開(kāi)過(guò)5次國(guó)際會(huì)議。
我國(guó)于1986年成立了高放核廢料處理研究組,制定了代號(hào)為SDC的研究計(jì)劃。在場(chǎng)址選擇、回填材料、近場(chǎng)核素化學(xué)狀態(tài)性能評(píng)價(jià)模式等方面進(jìn)行了許多工作,對(duì)放射性核素在裂隙巖體中的遷移模式研究受到國(guó)外同行的重視。但總體水平不高,宜加強(qiáng)國(guó)際合作,盡快與國(guó)際接軌。近年來(lái),在國(guó)際機(jī)構(gòu)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(duì)我國(guó)縮小與國(guó)際的差距很有好處。