《海洋石油工程》2章.

第二章海洋资源化学资源生物资源矿产资源能源资源第一节海洋化学资源一、海水制食盐一、海水制食盐海水风吹日晒粗盐除杂氯化钠溶解氯化钠饱和溶液电解烧碱溶液氢气氯气二、海水制肥料钾是农作物生长必需的三大要素之一。全世界陆地钾矿分布极不均匀，可溶性钾矿的储存和生产96%以上集中在加拿大、前苏联、德国、美国、约旦等少数几个国家，而绝大多数国家钾矿资源贫乏，农业所需钾肥依赖进口。因此，世界许多沿海国家均把寻求新的钾矿资源的目光投向浩渺的大海。我国钾资源严重缺乏，现已探明储量4.57亿吨，仅占世界储量的2.6%，而且大多以陆湖相沉积的液体矿为主。因此，开发利用海水中钾资源弥补我国钾资源严重短缺，提高农业产量具有十分重要的经济意义和战略意义。主要方法：化学沉淀法、溶剂萃取法、膜分离法、离子交换法等。三、海水提溴茫茫大海是化学元素溴的“故乡”，地球上99％以上的溴都在海水中，可谓源源溴素海中来。海水中溴含量约为65毫克／升，总量达100万亿吨。我国1967年开始用“空气吹出法”进行海水直接提溴，1968年获得成功。现在青岛、连云港、广西的北海等地相继建立了提溴工厂，进行试验生产。“树脂吸附法”海水提溴也于1972年试验成功。三、海水提溴含溴化合物有广泛的用途四、海水提碘碘是非金属元素。但是，碘在海水中含量太低，仅有0.06g/L目前还不能直接从海水中提取碘。海洋植物，如海带、马尾藻等有吸附碘离子的特殊能力，它们能把海水中的碘富集到是海水中的10万倍以上。所以通常从海带或马尾藻中提取碘。人体缺乏碘可导致一系列生化紊乱及生理功能异常，如引起地方性甲状腺肿导致婴、幼儿生长发育停滞、智力低下等。为了消除碘缺乏症，我国从1995年开始，全部使用加碘盐。五、海水提镁镁合金的强度高、机械性能好。这些特性使金属镁成为制造汽车、飞机、火箭的重要材料，从而获得“国防金属”的美誉，海水提镁是国际上主要趋势。六、海生物制药海洋生物制药是指应用海洋生物具有明确药理作用的活性物质，按制药工程进行系统的研究，研制成为海洋药物的制药工程。海洋生物制药是当前正处于发展阶段的生物医药科学领域，研究海洋生物的药物来源、分布、形态、鉴别、采集加工、化学成分、制剂、药理作用、临床前研究及临床应用等多学科的综合性科学。我国从古代就开始运用海洋药物。我国对海洋药物的研究和开发，特别是现代生物技术应用在海洋药物上，要落后于美国等发达国家。1978年全国科学大会之后，我国海洋生物制药进入了高速发展的新时期，使得我国同世界先进国家的水平差距正在逐步缩小。六、海生物制药海洋生物制药可以提取的药物种类有：1.从鲨鱼软骨中和许多海洋生物毒素中提取到了抗肿瘤活性；2.软体动物麝香鞘中发现的麝香鞘毒素、海葵毒素，是活性最强的降血压物质，其效应比硝酸甘油强几千倍，可以治疗心脑血管疾病；3.从海棉、珊瑚、海鞘、海藻等生物中，提取到了含氮多糖的杂环类化合物，具有高度抗病毒活性，而且在细胞毒性比较小；4.从海洋生物中提取的抗菌、抗炎类化合物有脂肪酸类、糖脂类、丙烯酸类、苯酚类、溴苯酚类、酮类、多糖类、多肽类、糖苷类、胡萝卜素类等，具有很强的抗菌消炎活性作用；第二节海洋生物资源海洋生物资源包括：动物资源、植物资源和微生物资源。我国海洋生物资源丰富，品种繁多。海洋生物高达20278种，其中鱼类3032种、螺贝类1923种、蟹类734种、虾类546种、藻类790种。其中，作为经济捕捞对象，在渔业统计和市场上列名的有200多种，这些足以表明我国海洋水产生物的资源丰富和物种丰富度高。我国的海洋渔场是世界上重要的渔场之一，如果在保持生态平衡的条件下，年可捕鱼量可保持500万吨以上，是发展浅海养殖业和海上牧场，形成具有战略意义食品供应基地的重要资源。另外，远洋渔业还有较大的发展潜力。第二节海洋生物资源舟山海水养殖场第二节海洋生物资源舟山渔场第三节海洋矿产资源一、石油、天然气我国近海是世界上石油储库之一，2004年国土资源部历时5年的地质大调查成果显示，我国海域油气资源量可达400亿t以上油当量，并圈定了38个油气沉积盆地。我国先后在渤海、南海、东海发现了多个大型油气盆地，油气前景好。渤海油田是我国最早发现的海上油田之一，目前共有16座油气田，我国前六大海上油田均位居渤海。其中，蓬莱19－3油田以较高的地质储量位居我国最大的海上油田和最大的合作油田之位；绥中36-1油田位居我国海上最大的自营油田之首。截至2004年12月27日，渤海油田年生产油气累计达到1006.3万立方米油当量。一、石油、天然气（一）中国油气资源现状及特点我国是一个产油大国，又是一个石油消费大国。从1993年起成为石油纯进口国，当年进口原油1567万t，占消费量的9.6%；2003年原油进口9112万t，对外依存度达35%；2004年前8个月原油进口7600万t，到年底原油进口量1.2亿t，对外依存度高达40%(见下表)。预计2020年我国将进口原油1.8亿t，对外依存度达58%~62%，与现在美国的原油进口量相同。一、石油、天然气（一）中国油气资源现状及特点（一）中国油气资源现状及特点中国油气进口通道（一）中国油气资源现状及特点•西北通道中哈原油管道：起自哈萨克斯坦阿塔苏，止于中国阿拉山口，年输送原油2000万吨。中亚天然气管道：西起土库曼斯坦和乌兹别克斯坦边境，在新疆霍尔果斯入境，每年引进300亿立方米天然气。•东北通道中俄原油管道：起自俄罗斯远东管道斯科沃罗季诺，止于黑龙江大庆，年输送原油1500万吨。•西南通道中缅原油管道：起于缅甸西海岸马德岛皎漂市，止于云南昆明，年输送原油2200万吨，油源主要来自中东和非洲。中缅天然气管道：输送缅甸西海天然气，止于南宁，年输气120亿立方米。•海上通道海上油气进口线路：中国石油进口量的4/5依赖马六甲海峡运输。（二）油气储量发现情况据统计，到2007年底，全国钻探盆地86个，原油地质资源量约765×108t，其中陆地658亿吨，近海107亿吨；石油可采资源量212亿吨，其中陆地183亿吨，近海29亿吨。共有23个盆地发现了原油探明地质储量，累计探明原油地质储量275.170523×108t，累计探明原油经济可采储量68.785586×108t，另外在这些盆地中还拥有累计探明凝析油地质储量2.229857×108t，累计探明凝析油经济可采储量5555.25×104t。按现有的技术条件，全国原油剩余可采储量约为40×108t，居世界第十位。（二）油气储量发现情况（二）油气储量发现情况（三）中国油气资源特点一般来说，世界主要含油气盆地在勘探早、中期达到油气田发现和储量增长高峰后，随着勘探深入，发现越来越少，储量增长呈持续下降趋势。但是，我国多以多构造层系叠合盆地为主，经过多次构造活动，不同类型盆地叠加、改造，沉积面貌复杂，表现为生烃层系与储集层系多、运移聚集期多、油气分布复杂，加之圈闭构造发育不平衡，陆相岩相岩性变化大等因素，造成一方面油气资源很丰富，另一方面油气在平面上和层系上分布相对不够集中，认识过程和勘探过程是逐步深化，呈阶段发展，一个层系、一个领域、一个类型勘探到一定程度，将又转入新的层系、领域或类型。（三）中国油气资源特点中国石油资源量的历年评估（四）我国与世界海洋石油工程技术的差距由于我国海洋石油工程开发起步较晚（始于六十年代末），故相比发达国家还存在一些差距：1、石油工程钻采技术水平的差距（1）深海钻采作业技术。（2）深海钻井水平井技术。（3）连续柔管采油技术。2、石油工程钻采设备的差距（1）电动钻机超大功率绞车。（2）无绞车升降钻机（液压）。（3）大功率顶驱系统（现基本满足）。（4）高压、大排量钻井泵。（5）大通径、超高压防喷器。二、我国海洋矿产资源我国海洋矿产资源浅海矿产资源深海矿产资源大陆架油气滨海砂矿天然气水合物多金属结核矿富钴结壳矿多金属硫化物矿床磷钙土矿二、我国海洋矿产资源1、滨海砂矿（浅海矿产资源）滨海砂矿是指在滨海水动力的分选作用下富集而成的有用砂矿，该类砂矿床规模大、品位高、埋藏浅，沉积疏松、易采易选。主要包括建筑砂砾、工业用砂和矿物砂矿。我国目前已探查出的砂矿矿种有锆石、钛铁矿、独居石、磷钇矿、金红石、磁铁矿、砂锡矿、铬铁矿、铌钽铁矿、砂金和石英砂等，并发现有金刚石和铂矿等。几乎覆盖了黑色金属、有色金属、稀有金属和非金属等各类砂矿。二、我国海洋矿产资源2、多金属结核矿多金属结核矿是一种富含铁、锰、铜、钴、镍和钼等金属的大洋海底自生沉积物，呈结核状，主要分布在水深4000—6000米的平坦洋底，是棕黑色的，像马铃薯、姜块一样的坚硬物质。我国对在太平洋CC区内，申请到30万平方公里区域拥有详细勘探权和开采权。经计算获得约4.2亿吨干多金属结核矿资源量，含1.11亿吨锰、406万吨铜、98万吨钴和514万吨镍的资源量，可满足年产300万吨干多金属结核矿，开采20年的资源需求。二、我国海洋矿产资源3、富钴结壳矿富钴结壳矿是生长在海底岩石或岩屑表面的一种结壳状自生沉积物，主要由铁锰氧化物组成，富含锰、铜、铅、锌、镍、钴、铂及稀土元素。在我国南海也发现有富钴结壳。该富钴结壳钴含量一般比大洋锰结核高出三倍左右，而镍是锰结核的1/3，铜含量比较低，而铂的含量很富，变化于0.3ppm至2ppm之间，最高可达4.5ppm，稀土元素含量很高，稀土总量可达数千ppm，以轻稀土为主。二、我国海洋矿产资源锰结核矿磷钙石锡石锆石钛铁矿镍矿石海底采矿作业方法单斗式采矿法连续戽式水利提升式气压式三、热液矿藏1964年在红海发现高热卤水与海渊多金属软泥，热水系统是与裂谷作用有关的、受岩浆热驱动的热水对流体系，高密度热卤水覆盖在尚未固结的含金属软泥上。加里福尼亚南部，与裂谷作用有关热水对流体系，热卤水温度最高可达360℃，盐度可达25~30%。估计热卤水的体积为11.6km3，水深达3km。据研究，其中含锌Zn：5×106吨，铅Pb：9×105吨，砷As：1.2×105吨，铜Cu：6×104吨，镉Cd：2×104吨，和银Ag：1×104吨。沉淀在卤水排泄口附近的富硫化物硅质沉积物中，经分析含有多种硫化物，铜Cu和银Ag的含量极高，最高分别可达20%和8%。三、热液矿藏海底成矿流体喷出形成的黑烟囱四、可燃冰一定的温压条件下，由天然气与水分子结合形成的外观似冰的白色或浅灰色固态结晶物质，外貌极似冰雪，点火即可燃烧。我国科学家目前已在南海北部陆坡、西沙海槽和东海南坡等3处发现天然气水合物存在的证据。仅南海北部的天然气水合物储量就已达到我国陆上石油总储量的一半左右；在西沙海槽也已初步圈出天然气水合物分布面积为5242平方千米，其资源量估算达4.1万亿立方米。第四节海洋能源资源海洋能源一般是指海洋中含有的潮汐、波浪、海流、海风等动力能以及海水温差等势能和盐度差的化学能等自然可再生能量。我国沿岸潮汐能可开发资源，约为2179.31万kw，年发电量约为624.36亿kw·h，我国潮汐能主要分布在浙江和福建两省。我国沿海波浪平均高1m左右，波浪能蕴藏量较大，波浪能资源理论平均功率为6285.22万kw。我国目前主要研究小型波浪能发电装置，用于航海灯、浮标等的电源供应。我国南海地处热带，表层与深层海水温差达20℃，十分适宜温差能发电。目前我国温差能总装机容量13.28亿万kw。此外，我国潮流能总装机容量1394.85万kw；盐差能总装机容量1.25亿kw。