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领先全球 中国成功试采可燃冰

May 19, 2017, 11:20 AM

  【侨报综合报道】可上九天揽月,可下五洋采“冰”——中国国土资源部18 日宣布正在南海北部神狐海域、逾千米海底下进行的可燃冰(学名“天然气水合物”)试采获得成功,标志着中国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家,标志着中国在这一领域的综合实力达到世界顶尖水平。中国将继续积累更多试开采经验,为在2030 年前进行商业开发打下基础。

这是在中国南海神狐海域进行天然气水合物试采作业的“蓝鲸一号”钻探平台(5 月16 日摄)。(图片:新华社)

  8天产出超12万立方米天然气

  中国国土资源部部长姜大明站18 日上午在正在中国南海神狐海域作业的钻井平台“蓝鲸一号”上宣布,“中国首次海域天然气水合物试采成功!”自此,中国成为全球领先掌握海底可燃冰试采技术的国家,这对于促进中国能源安全保障,优化能源结构具有里程碑意义。当天的仪式上,国务院办公厅督查室主任高雨宣读了党中央、国务院对海域可燃冰试采成功的贺电。

  综合中新社、《北京晨报》报道,可燃冰是一种高效清洁、储量巨大的新能源,它是由天然气和水在高压低温的条件下形成的类冰状的结晶化合物。大陆央视称,一辆使用天然气为燃料的汽车,一次加100 升天然气能跑300 公里的话, 那么加入相同体积的可燃冰,这辆车就能跑5 万公里。

  从外形上看,可燃冰就像是白色或浅灰色的冰雪晶体。如果有火源,它就可以像固体酒精一样被点燃,所以被称为“可燃冰”。

  可燃冰分布于深海沉积物或陆域永久冻土中,是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质,燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水,污染比煤、石油、天然气小很多,但能量高出十倍。

  此外,可燃冰储量巨大,所含有机碳资源总量相当于全球已知煤、石油和天然气总量的两倍,被国际公认为石油、天然气的接替能源。

  南海北部神狐海域的天然气水合物试开采现场距香港约285 公里,采气点位于水深1266 米海底以下200 米的海床中。自5 月10 日正式出气至今,已累计产出超12 万立方米,甲烷含量高达99.5% 的天然气。此次试开采同时达到了日均产气1 万方以上以及连续一周不间断的国际公认指标。

  这次试采成功是中国首次、也是世界首次成功实现资源量占全球90% 以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采。

  中国国土资源部中国地质调查局副局长李金发表示,下一步,试开采团队将继续在附近海域再进行二至三个不同矿区和类别的试开采工作。积累更多试开采经验,为在2030 年前进行商业开发打下基础。

16 日,在“蓝鲸一号”钻探平台上,工作人员庆祝天然气水合物试采稳定产气。(图片:新华社)

  砂质太软 难度好比“豆腐上打铁”

  和海洋石油、天然气相比,海域可燃冰的开采就一个字:难。难点也是一个字:软。

  综合新华社、《北京晨报》报道,“可燃冰虽然储量大、分布广, 但形成年代要比石油、天然气晚得多,覆盖它的海底地层普遍是砂质,现有的海底钻井设备开采它就好比在‘豆腐上打铁’、用‘金刚钻绣花’,稍有不慎就会导致大量砂石涌进管道,造成开采失败。”试采现场指挥部首席科学家、中国地质调查局“李四光学者”卢海龙说。

  全球天然气水合物研发活跃的国家主要有中国、美国、日本、加拿大、韩国和印度等,各国竞相投入巨资开展天然气水合物试采,竞争异常激烈。其中,美国、加拿大在陆地上进行过试采,但效果不理想。日本于2013 年在其南海海槽进行了海上试采,但因出砂等技术问题失败。2017 年4 月日本在同一海域进行第二次试采,第一口试采井累计产气3.5 万立方米,5 月15 日再次因出砂问题而中止产气。

  “与日本相比,中国海域主要属于粉砂型储层,这也是占全球90% 以上比例的储藏类型。砂细导致渗透率更差,同时中国的可燃冰水深大、储层埋层浅,施工难度更大。我们的突破,对于全世界而言更具有可参考和借鉴的价值。”卢海龙说。

  通过这次试采,中国也实现可燃冰全流程试采核心技术的重大突破,形成了国际领先的新型试采工艺。“我们创新提出了‘地层流体抽取试采法’,有效解决了储层流体控制与可燃冰稳定持续分解难题。我们成功研发了储层改造增产、可燃冰二次生成预防、防砂排砂等开采测试关键技术,其中很多技术都超出了石油工业的防砂极限。” 试采现场指挥部办公室副主任谢文卫说。

  国土资源部中国地质调查局副局长李金发指出,这一次天然气水合物的试开采成功将会是继美国引领页岩气革命之后,由中国引领的天然气水合物革命,将会推动整个世界能源利用格局的改变。

  资源丰富 满足中国200年能源需求

  和国际上早在上个世纪60 年代就开始勘探、研究可燃冰相比, 中国的可燃冰研究起步要晚到1998 年,但中国科技工作者只用了不到20 年就完成了从空白到赶超的全过程。

  综合新华社、中新网报道,回顾这一历程,试采现场指挥部办公室主任邱海峻用“快马加鞭”“奋发图强”形容可燃冰开采的“中国速度”。他介绍说,在1998 年立项后,1999 年中国就开始了南海和陆地冻土区的可燃冰调查工作, 2007 年就在神狐海域钻获可燃冰, 这使得中国成为继美国、日本、印度之后,第四个通过国家级研发计划在海底钻获可燃冰的国家。

  2015 年,中国科技工作者在神狐海域准确定位了两个可燃冰矿体。2016 年,地质调查工作人员围绕试采在神狐海域开展钻探站位8 个,全部发现可燃冰。

  “2016 年3 月, 我们正式开始准备可燃冰试开采,当时定下的开钻时间为2017 年3 月28 日,就是说自开始准备至开钻仅有一年时间,如果不是之前持续拼搏积累下海量的地质数据,就不可能按时完成任务。”邱海峻说。

  作为全球第三大冻土国,中国具备良好的可燃冰赋存条件和资源前景,中国海域预测远景资源量就达到740 亿吨油当量,青藏地区则有350 亿吨油当量。

  官方已经公开的资料显示,中国从2002 年起正式启动了可燃冰资源查询与研讨专项,专题查询举动圈出南海北部7 个前景区共19 个成矿区带。中国陆域和海域可燃冰主要分布在南海海域、东海海域、青藏高原和东北冻土带,并且含量较大。2005 年,官方宣告在南海北部发现世界上规划最大的可燃冰分布区,其面积约为430 平方公里。

  保守估计,中国可燃冰的总资源约是常规天然气、页岩气等资源量总和的两倍,按当前的消耗水平, 可满足中国近200 年的能源需求。

  成功应用大量拥有自主知识产权工具

  此次试采作业中,大量国产化装备成功投入应用,充分表明“中国造”已走在世界的前列。

  厦门台海网报道,要安全、高效地开采可燃冰,离不开先进的开采平台。承担此次试采任务的“蓝鲸一号”可谓“国之重器”,代表了当今世界海洋钻井平台设计建造的最高水平。据了解,“蓝鲸一号” 是由烟台企业制造。

  其次,大量拥有自主知识产权工具的成功应用,表明中国石油公司已具有深水工艺及设备研发能力,如完井防砂工艺,已远远超过石油工业的防砂极限;完井与测试系统集成装备,结合可燃冰试采工程开发与科研需求,为中国可燃冰开发研究提供科学数据。

  链接·各国可燃冰开采进度

  日本

  2000 年6 月,政府设立“可燃冰开发研究委员会”, 启动大规模可燃冰研发计划。

  2013 年3 月12日,成功从深海可燃冰层中提取出甲烷,成为世界上首个掌握海底可燃冰采掘技术的国家。

  2013 年,在其南海海槽进行了海上试采,但因出砂等技术问题失败。

  2017 年4 月,在同一海域进行第二次试采,第一口试采井累计产气3.5 万立方米,5 月15 日再次因出砂问题而中止产气。

  美国

  2012 年,在阿拉斯加北坡进行二氧化碳置换可燃冰生产试验取得成功,并从中安全有效地获得稳定的天然气流,30 天收取甲烷气近3 万立方米。

  加拿大

  2002 年,与美、日等国合作, 采用加热法对可燃冰进行试验性开采。

  2008 年,与日本合作进行了可燃冰第二次开发试验,累计产气量约1.3 万立方米。

  俄罗斯

  1970 年代,前苏联开始对陆地可燃冰矿床进行商业开采,在14 年内总采气量50.17 亿立方米。

  2007 年至2009 年,与日本、比利时合作,在贝加尔湖进行了5 次可燃冰开采技术工艺试验。

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