1103《天然气水合物及开采技术现状》报告补充学习资料.docx

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1103《天然气水合物及开采技术现状》报告补充学习资料

1刘清友

1.1刘清友简介

刘清友，男，1965年10月生，重庆开县人，汉族，博士（后），教授，博士生导师，长江学者特聘教授，2010年6月任西南石油大学副校长。

现兼任有世界石油工程师协会（SPE）会员、四川石油学会理事、“油气藏地质及开发工程国家重点实验室”学术骨干，“岩石破碎学与钻头研究”四川省重点实验室主任、四川省机械工程学会副秘书长、国家自然科学基金项目和全国博士后基金项目评审专家等社会职务。

1.2工作教学

1986年毕业于西南石油学院矿机专业，获学士学位后留校工作。

1992年获重庆大学机械工程学院精密制造专业硕士学位；1997年获西南石油学院机械工程专业博士学位；1999年完成了在重庆大学机械传动国家重点实验室的博士后研究工作，同年晋升为教授，2000年聘为博士生导师。

2001年任机械工程系副主任，2002年任机电工程学院常务副院长，2006年任研究生院常务副院长，2008年任研究生部主任，2010年6月任西南石油大学副校长。

刘清友同志主要从事石油机械、油气井管柱力学、岩石破碎与钻头及计算机仿真等方面的研究先后为博士生、硕士生，本专科生主讲《金属工艺学》、《数控机床》、《数控加工自动编程》、《机械制造专业英语》、《C语言》、《金属力学性能》、《计算机仿真技术》、《CAD/CAM》、《现代设计理论及方法》等九门课程。

指导博士生16名、硕士研究生19名。

编写教材4部。

1.3成就及荣誉

主持各类科研项目30余项，其中国家自然科学基金项目4项、国家经贸委创新项目1项、石油科技中青年创新基金项目7项、石油天然气集团公司“九五”滚动项目2项、石油天然气集团公司“十五”重点项目2项、中石化“十五”项目1项、“油气藏开发与地质工程国家重点实验”开放基金项目2项及其它项目10余项。

现已获得石油天然气总公司钻井软件三等奖1项、中国机械工业行业联合会科技三等奖1项、四川省科技进步二等奖1项、四川省科技进步三等奖2项、四川省教育厅科技三等奖1项、西南石油大学科技进步一等奖3项、二等奖4项、三等奖2项，排名均为第一。

先后在《石油学报》、《机械工程学报》、《农业机械学报》、《计算机仿真学报》、《重庆大学学报》、《电子科技大学学报》、《振动与冲击》、《中国机械工程》、《天然气工业》、“第十五界届世界石油大会”、“SPE”等国内外30余种正式出版的刊物和国际会议上发表论文190篇，其中SCI收录7篇、EI收录60篇，参加国际会议6次；获得国家专利7项，其中发明专利7项、实用新型专利26项，并分别在大港油田、胜利油田、江汉油田、中原油田、新疆采油工艺研究院、江汉钻头厂以及成都石油总机械厂等单位推广应用。

刘清友同志曾多次荣获国家和省部级的奖励。

2000年被评为“南充市十大杰出青年”和“四川省有突出贡献的博士学位获得者”；2001年获得“四川省青年学科带头人”称号，并获得培养基金资助；2002被评为“四川省学术和技术带头人后备人选”和中国科学技术发展基金会孙越崎科技教育基金第十一届能源科学技术奖“青年科技奖”；2003年获得“四川省有突出贡献的优秀专家”和“四川省第六届十佳青年教师”荣誉称号；2004年获得“南充市优秀教师”和“四川省第七届青年科技奖”等荣誉称号；2005年获批为国务院政府津贴专家，2006年获批为四川省学术与技术带头人、新世纪百千万人才工程国家级人选，2009年获四川省杰出创新人才奖，2010年被评为教育部长江学者特聘教授。

1.4主要学术论著

CNG地下储气井安全性分析

ComputerSimulationonWorkingActionoftheSuckerRodPumpingSystem

金刚石和硬质合金复合堆焊在钢齿钻头齿面强化中的应用

井下封隔器接触有限元模型研究

盘式单牙轮钻头破岩机理仿真研究

盘式单牙轮钻头台架试验研究

盘式钻头破岩机理仿真分析

盘形钻头牙齿刮切实验研究

旋转控制头密封装置研究

牙轮钻头动力学模型的建立与仿真分析

牙轮钻头动力学特性仿真研究

牙轮钻头纵向横向扭转振动动力学仿真研究

有杆抽油泵系统工作行为仿真研究

钻井用钻头和钻柱扭转振动的仿真分析

钻头与井壁碰撞模型的建立及分析

钻柱_钻头_岩石系统动态行为仿真

钻柱扭转振动模型的建立及求解

钻柱纵向振动模型的建立及求解方法

2天然气水合物

天然气水合物（NaturalGasHydrate，简称GasHydrate）是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。

因其外观象冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。

2.1天然气水合物简介

2.1.1名词解释

天然气水合物（NaturalGasHydrate，简称GasHydrate）因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”（英译为：

Combustibleice）或者“固体瓦斯”和“气冰”。

它是在一定条件（合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、PH值等）下由水和天然气在中高压和低温条件下混合时组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物（碳的电负性较大，在高压下能吸引与之相近的氢原子形成氢键，构成笼状结构）。

它可用mCH4•nH2O来表示，m代表水合物中的气体分子，n为水合指数（也就是水分子数）。

组成天然气的成分如CH4、C2H6、C3H8、C4H10等同系物以及CO2、N2、H2S等可形成单种或多种天然气水合物。

形成天然气水合物的主要气体为甲烷，对甲烷分子含量超过99%的天然气水合物通常称为甲烷水合物（MethaneHydrate）。

天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。

在标准状况下，一单位体积的气水合物分解最多可产生164单位体积的甲烷气体，因而其是一种重要的潜在未来资源。

天然气水合物是20世纪科学考察中发现的一种新的矿产资源。

它是水和天然气在高压和低温条件下混合时产生的一种固态物质，外貌极像冰雪或固体酒精，点火即可燃烧，有“可燃水”、“气冰”、“固体瓦斯”之称，被誉为21世纪具有商业开发前景的战略资源，天然气水合物是一种新型高效能源，其成分与人们平时所使用的天然气成分相近，但更为纯净，开采时只需将固体的“天然气水合物”升温减压就可释放出大量的甲烷气体。

天然气水合物使用方便，燃烧值高，清洁无污染。

据了解，全球天然气水合物的储量是现有天然气、石油储量的两倍，具有广阔的开发前景，美国、日本等国均已经在各自海域发现并开采出天然气水合物，据测算，中国南海天然气水合物的资源量为700亿吨油当量，约相当中国陆上石油、天然气资源量总数的二分之一。

中国在南海北部成功钻获天然气水合物实物样品“可燃冰”，从而成为继美国、日本、印度之后第4个通过国家级研发计划采到水合物实物样品的国家。

2007年5月1日凌晨，中国在南海北部的首次采样成功，证实了中国南海北部蕴藏丰富的天然气水合物资源，标志着中国天然气水合物调查研究水平已步入世界先进行列。

可燃冰的学名为“天然气水合物”，是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。

“冰块”里甲烷占80%～99.9%，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。

1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水。

全世界拥有的常规石油天然气资源，将在40年或50年后逐渐枯竭。

而科学家估计，海底可燃冰分布的范围约4000万平方公里，占海洋总面积的10%，海底可燃冰的储量够人类使用1000年，因而被科学家誉为“未来能源”、“21世纪能源”。

据悉，迄今为止，全球至少有30多个国家和地区在进行可燃冰的研究与调查勘探。

可燃冰主要储存于海底或寒冷地区的永久冻土带，比较难以寻找和勘探。

新研制的这套灵敏度极高的仪器，可以实地即时测出海底土壤、岩石中各种超微量甲烷、乙烷、丙烷及氢气的精确含量，由此判断出可燃冰资源存在与否和资源量等各种指标。

2.1.2发展

美、德、日在可燃冰开采走在世界前列。

世界上有79个国家和地区都发现了天然气水合物气藏，世界上至少有30多个国家和地区在进行可燃冰的研究与调查勘探。

产业洞察网《可燃冰市场调研与发展趋势研究报告》显示1960年，前苏联在西伯利亚发现了第一个可燃冰气藏，并于1969年投入开发，采气14年，总采气50.17亿立方米。

美国于1969年开始实施可燃冰调查。

1998年，美国把可燃冰作为国家发展的战略能源列入国家级长远计划，计划到2015年进行商业性试开采。

日本关注可燃冰是在1992年，迄今为止，已基本完成周边海域的可燃冰调查与评价，钻探了7口探井，圈定了12块矿集区，并成功取得可燃冰样本，首次试开采成功获得气流。

中国起步较晚，可燃冰资源储量丰富。

中国从1999年起才开始对可燃冰开展实质性的调查和研究，我国可燃冰主要分布在南海海域、东海海域、青藏高原冻土带以及东北冻土带，据粗略估算，其资源量分别约为64.97x10^12m3、3.38x10^12m3、12.5x10^12m3和2.8x10^12m3。

并且已在南海北部神狐海域和青海省祁连山永久冻土带取得了可燃冰实物样品。

2.1.3形成条件

可燃冰分子结构就像一个一个由若干水分子组成的笼子。

形成可燃冰有三个基本条件：

温度、压力和原材料。

首先，低温。

可燃冰在0—10℃时生成，超过20℃便会分解。

海底温度一般保持在2—4℃左右；

其次，高压。

可燃冰在0℃时，只需30个大气压即可生成，而以海洋的深度，30个大气压很容易保证，并且气压越大，水合物就越不容易分解。

最后，充足的气源。

海底的有机物沉淀，其中丰富的碳经过生物转化，可产生充足的气源。

海底的地层是多孔介质，在温度、压力、气源三者都具备的条件下，可燃冰晶体就会在介质的空隙间中生成。

2.2开采方法

2.2.1传统开采

（1）热激发开采法　热激发开采法是直接对天然气水合物层进行加热，使天然气水合物层的温度超过其平衡温度，从而促使天然气水合物分解为水与天然气的开采方法。

这种方法经历了直接向天然气水合物层中注入热流体加热、火驱法加热、井下电磁加热以及微波加热等发展历程。

热激发开采法可实现循环注热，且作用方式较快。

加热方式的不断改进，促进了热激发开采法的发展。

但这种方法至今尚未很好地解决热利用效率较低的问题，而且只能进行局部加热，因此该方法尚有待进一步完善。

（2）减压开采法　减压开采法是一种通过降低压力促使天然气水合物分解的开采方法。

减压途径主要有两种：

①采用低密度泥浆钻井达到减压目的；②当天然气水合物层下方存在游离气或其他流体时，通过泵出天然气水合物层下方的游离气或其他流体来降低天然气水合物层的压力。

减压开采法不需要连续激发，成本较低，适合大面积开采，尤其适用于存在下伏游离气层的天然气水合物藏的开采，是天然气水合物传统开采方法中最有前景的一种技术。

但它对天然气水合物藏的性质有特殊的要求，只有当天然气水合物藏位于温压平衡边界附近时，减压开采法才具有经济可行性。

（3）化学试剂注入开采法　化学试剂注入开采法通过向天然气水合物层中注入某些化学试剂，如盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等，破坏天然气水合物藏的相平衡条件，促使天然气水合物分解。

这种方法虽然可降低初期能量输入，但缺陷却很明显，它所需的化学试剂费用昂贵，对天然气水合物层的作用缓慢，而且还会带来一些环境问题，所以，对这种方法投入的研究相对较少。

2.2.2新型开采

（1）CO2置换开采法。

这种方法首先由日本研究者提出，方法依据的仍然是天然气水合物稳定带的压力条件。

在一定的温度条件下，天然气水合物保持稳定需要的压力比CO2水合物更高。

因此在某一特定的压力范围内，天然气水合物会分解，而CO2水合物则易于形成并保持稳定。

如果此时向天然气水合物藏内注入CO2气体，CO2气体就可能与天然气水合物分解出的水生成CO2水合物。

这种作用释放出的热量可使天然气水合物的分解反应得以持续地进行下去。

（2）固体开采法。

固体开采法最初是直接采集海底固态天然气水合物，将天然气水合物拖至浅水区进行控制性分解。

这种方法进而演化为混合开采法或称矿泥浆开采法。

该方法的具体步骤是，首先促使天然气水合物在原地分解为气液混合相，采集混有气、液、固体水合物的混合泥浆，然后将这种混合泥浆导入海面作业船或生产平台进行处理，促使天然气水合物彻底分解，从而获取天然气。

2.2.3开采研究实例

（1）麦索亚哈气田天然气水合物的开采

麦索亚哈气田发现于20世纪60年代末，是第一个也是迄今为止唯一一个对天然气水合物藏进行了商业性开采的气田。

该气田位于前苏联西西伯利亚西北部，气田区常年冻土层厚度大于500m,具有天然气水合物赋存的有利条件。

麦索亚哈气田为常规气田，气田中的天然气透过盖层发生运移，在有利的环境条件下，在气田上方形成了天然气水合物层。

该气田的天然气水合物藏首先是经由减压途径无意中得以开采的。

通过开采天然气水合物藏之下的常规天然气，致使天然气水合物层压力降低，天然气水合物发生分解。

后来，为了促使天然气水合物的进一步分解，维持产气量，特意向天然气水合物藏中注入了甲醇和氯化钙等化学抑制剂。

（2）麦肯齐三角洲地区天然气水合物试采集

麦肯齐三角洲地区位于加拿大西北部，地处北极寒冷环境，具有天然气水合物生成与保存的有利条件。

该区天然气水合物研究具有悠久的历史。

早在1971～1972年间，在该区钻探常规勘探井MallikL238井时，偶然于永冻层下800～1100m井段发现了天然气水合物存在的证据;1998年专为天然气水合物勘探钻探了Mallik2L238井，该井于897～952m井段发现了天然气水合物，并采出了天然气水合物岩心。

2002年，在麦肯齐三角洲地区实施了一项举世关注的天然气水合物试采研究。

该项目由加拿大地质调查局、日本石油公团、德国地球科学研究所、美国地质调查局、美国能源部、印度燃气供给公司、印度石油与天然气公司等5个国家9个机构共同参与投资，是该区有史以来的首次天然气水合物开采试验，也是世界上首次这样大规模对天然气水合物进行的国际性合作试采研究。

（3）阿拉斯加北部斜坡区天然气水合物开采试验

美国阿拉斯加北部普拉德霍湾—库帕勒克河地区，位于阿拉斯加北部斜坡地带。

1972年阿科石油公司和埃克森石油公司在普拉德霍湾油田钻探常规油气井时于664～667m层段采出了天然气水合物岩心。

其后在阿拉斯加北部斜坡区进行了大量天然气水合物研究。

在此基础上，2003年在该区实施了一项引人注目的天然气水合物试采研究项目。

该项目由美国Anadarko石油公司、Noble公司、Mau2rer技术公司以及美国能源部甲烷水合物研究与开发计划处联合发起，目标是钻探天然气水合物研究与试采井———热冰1井。

这是阿拉斯加北部斜坡区专为天然气水合物研究和试采而钻的第一口探井。

2.2.4天然气水合物开采中的环境问题

天然气水合物藏的开采会改变天然气水合物赖以赋存的温压条件，引起天然气水合物的分解。

在天然气水合物藏的开采过程中如果不能有效地实现对温压条件的控制，就可能产生一系列环境问题，如温室效应的加剧、海洋生态的变化以及海底滑塌事件等。

（1）甲烷作为强温室气体,它对大气辐射平衡的贡献仅次于二氧化碳。

一方面，全球天然气水合物中蕴含的甲烷量约是大气圈中甲烷量的3000倍;另一方面，天然气水合物分解产生的甲烷进入大气的量即使只有大气甲烷总量的0.5%,也会明显加速全球变暖的进程。

因此，天然气水合物开采过程中如果不能很好地对甲烷气体进行控制，就必然会加剧全球温室效应。

除温室效应之外，海洋环境中的天然气水合物开采还会带来更多问题。

①进入海水中的甲烷会影响海洋生态。

甲烷进入海水中后会发生较快的微生物氧化作用，影响海水的化学性质。

甲烷气体如果大量排入海水中，其氧化作用会消耗海水中大量的氧气，使海洋形成缺氧环境，从而对海洋微生物的生长发育带来危害。

②进入海水中的甲烷量如果特别大，则还可能造成海水汽化和海啸，甚至会产生海水动荡和气流负压卷吸作用，严重危害海面作业甚至海域航空作业。

（2）开采过程中天然气水合物的分解还会产生大量的水，释放岩层孔隙空间，使天然气水合物赋存区地层的固结性变差，引发地质灾变。

海洋天然气水合物的分解则可能导致海底滑塌事件]。

研究发现，因海底天然气水合物分解而导致陆坡区稳定性降低是海底滑塌事件产生的重要原因。

钻井过程中如果引起天然气水合物大量分解，还可能导致钻井变形，加大海上钻井平台的风险。

（3）如何在天然气水合物开采中对天然气水合物分解所产生的水进行处理，也是一个应该引起重视的问题。

2.2.5资料扩展

可燃冰全称甲烷气水包合物（Methaneclathrate），也称作甲烷水合物、甲烷冰、天然气水合物。

最初人们认为只有在太阳系外围那些低温、常出现冰的区域才可能出现，但后来发现在地球上许多海洋洋底的沉积物底下，甚至地球大陆上也有可燃冰的存在，其蕴藏量也较为丰富。

甲烷气水包合物在海洋浅水生态圈中是常见的成分，他们通常出现在深层的沉淀物结构中，或是在海床处露出。

甲烷气水包合物据推测是因地理断层深处的气体迁移，以及沉淀、结晶等作用，于上升的气体流与海洋深处的冷水接触所形成。

在高压下，甲烷气水包合物在18°C的温度下仍能维持稳定。

一般的甲烷气水化合物组成为1摩尔的甲烷及每5.75摩尔的水，然而这个比例取决于多少的甲烷分子“嵌入”水晶格各种不同的包覆结构中。

据观测的密度大约在0.9g/cm³。

一升的甲烷气水包合物固体，在标准状况下，平均包含168升的甲烷气体。

甲烷形成一种结构一型水合物，其每单位晶胞内有两个十二面体（20个端点因此有20个水分子）和六个十四面体（tetrakaidecahedral）（24个水分子）的水笼结构。

其水合值（hydratationvalue）20可由MASNMR来求得。

[2]甲烷气水包合物频谱于275K和3.1MPa下记录，显示出每个笼形都反映出峰值，且气态的甲烷也有个别的峰值。

自20世纪60年代以来，人们陆续在冻土带和海洋深处发现了一种可以燃烧的“冰”。

这种“可燃冰”在地质上称之为天然气水合物（NaturalGasHydrate，简称GasHydrate），又称“笼形包合物”（Clathrate），分子式为：

CH4•nH2O，现已证实分子式为CH4•8H2O。

天然气水合物是一种白色固体物质，外形像冰，有极强的燃烧力，可作为上等能源。

它主要由水分子和烃类气体分子（主要是甲烷）组成，所以也称它为甲烷水合物。

天然气水合物是在一定条件（合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、PH值等）下，由气体或挥发性液体与水相互作用过程中形成的白色固态结晶物质。

一旦温度升高或压强降低，甲烷气则会逸出，固体水合物便趋于崩解。

（1立方米的可燃冰可在常温常压下释放164立方米的天然气及0.8立方米的淡水）所以固体状的天然气水合物往往分布于水深大于300米以上的海底沉积物或寒冷的永久冻土中。

海底天然气水合物依赖巨厚水层的压力来维持其固体状态，其分布可以从海底到海底之下1000米的范围以内，再往深处则由于地温升高其固体状态遭到破坏而难以存在。

从物理性质来看，天然气水合物的密度接近并稍低于冰的密度，剪切系数、电解常数和热传导率均低于冰。

天然气水合物的声波传播速度明显高于含气沉积物和饱和水沉积物，中子孔隙度低于饱和水沉积物，这些差别是物探方法识别天然气水合物的理论基础。

此外，天然气水合物的毛细管孔隙压力较高。

可燃冰燃烧方程式

CH4+8H2O+2O2==CO2+10H2O（反应条件为“点燃”）

2.3成因分析

可燃冰是天然气分子（烷类）被包进水分子中，在海底低温与压力下结晶形成的。

形成可燃冰有三个基本条件：

温度、压力和原材料。

首先，可燃冰可在0℃以上生成，但超过20℃便会分解。

而海底温度一般保持在2~4℃左右；其次，可燃冰在0摄氏度时，只需30个大气压即可生成，而以海洋的深度，这种压力很容易保证，并且气压越大，水合物就越不容易分解。

化学式为CH4。

2.4发展历程

1810年，首次在实验室发现天然气水合物。

1934年，前苏联在被堵塞的天然气输气管道里发现了天然气水合物。

由于水合物的形成，输气管道被堵塞。

这一发现引起前苏联人对天然气水合物的重视。

1965年，前苏联首次在西西伯利亚永久冻土带发现天然气水合物矿藏，并引起多国科学家的注意。

1970年，前苏联开始对该天然气水合物矿床进行商业开采。

1970年，国际深海钻探计划（DSDP）在美国东部大陆边缘的布莱克海台实施深海钻探，在海底沉积物取心过程中，发现冰冷的沉积物岩心嘶嘶地冒着气泡，并达数小时。

当时的海洋地质学家非常不解。

后来才知道，气泡是水合物分解引起的，他们在海底取到的沉积物岩心其实含有水合物。

1971年，美国学者Stoll等人在深海钻探岩心中首次发现海洋天然气水合物，并正式提出“天然气水合物”概念。

1974年，前苏联在黑海1950米水深处发现了天然气水合物的冰状晶体样品。

1979年，DSDP第66和67航次在墨西哥湾实施深海钻探，从海底获得91.24米的天然气水合物岩心，首次验证了海底天然气水合物矿藏的存在。

1981年，DSDP计划利用“格罗玛•挑战者号”钻探船也从海底取上了3英尺长的水合物岩心。

1992年，大洋钻探计划（ODP）第146航次在美国俄勒冈州西部大陆边缘Cascadia海台取得了天然气水合物岩心。

1995年，ODP第164航次在美国东部海域布莱克海台实施了一系列深海钻探，取得了大量水合物岩心，首次证明该矿藏具有商业开发价值。

1997年，大洋钻探计划考察队利用潜水艇在美国南卡罗来纳海上的布莱克海台首次完成了水合物的直接测量和海底观察。

同年，ODP在加拿大西海岸胡安-德夫卡洋中脊陆坡区实施了深海钻探，取得了天然气水合物岩心。

至此，以美国为首的DSDP及其后继的ODP在10个深海地区发现了大规模天然气水合物聚集：

秘鲁海沟陆坡、中美洲海沟陆坡（哥斯达黎加、危地马拉、墨西哥）、美国东南大西洋海域、美洲西部太平洋海域、日本的两个海域、阿拉斯加近海和墨西哥湾等海域。

1996年和1999年期间，德国和美国科学家通过深潜观察和抓斗取样，在美国俄勒冈州岸外Cascadia海台的海底沉积物中取到嘶嘶冒着气泡的白色水合物块状样品，该水合物块可以被点燃，并发出熊熊的火焰。

1998年，日本通过与加拿大合作，在加拿大西北Mackenzie三角洲进行了水合物钻探，在890～952米深处获得37米水合物岩心。

该钻井深1150米，是高纬度地区永冻土带研究气体水合物的第一口井。

1999年，日本在其静冈县御前崎近海挖掘出外观看起来象湿润雪团一样的天然气水合物。

[3]

2.5储量介绍

天然气水合物在世界范围内广泛存在，这一点已得到广大研究者的公认。

在地球上大约有27%的陆地是可以形成天然气水合物的潜在地区，而在世界大洋水域中约有90%的面积也属这样的潜在区域。

已发现的天然气水合物主要存在于北极地区的永久冻土区和世界范围内的海底、陆坡、陆基及海沟中。

由于采用的标准不同，不同机构对全世界天然气水合物储量的估计值差别很大。

据潜在气体联合会（PGC，1981）估计，永久冻土区天然气水合物资源量为1.4×1013～3.4×1016m3，包括海洋天然气水合物在内的资源总量为7.6×1018m3。

但是，大多数人认为储存在汽水合物中的碳至少有1×1013t，约是当前已探明的所有化石燃料（包括煤、石油和天然气）中碳含量总和的2倍。

由于天然气水合物的非渗透性，常常可以作为其下层游离天然气的封盖层。

因而，加上汽水合物下层的游离气体量这种