5月18日上午10時(shí)許,在距離祖國大陸300多公里的我國南海北部神狐海域“藍(lán)鯨一號(hào)”海上鉆井平臺(tái),國土資源部部長、黨組書記、國家土地總督察姜大明宣布,我國進(jìn)行的首次可燃冰(天然氣水合物)試采實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)氣,取得天然氣水合物試開采的歷史性突破,首次可燃冰試采宣告成功。

　　這是我國、也是世界首次海域天然氣水合物試采成功。南海神狐海域天然氣水合物試采工作由國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局負(fù)責(zé),在各方大力協(xié)助下,5月10日起,國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局從我國南海神狐海域水深1266米海底以下203-277米的可燃冰礦藏開采出天然氣。

　　截至5月17日15時(shí),總量試采12萬立方米,最高產(chǎn)量達(dá)3.5萬立方米/天,平均日產(chǎn)超過1.6萬立方米,其中甲烷含量最高達(dá)99.5%,圓滿完成預(yù)定目標(biāo),實(shí)現(xiàn)了理論、技術(shù)和工程的重大創(chuàng)新。

　　這一成果對(duì)促進(jìn)我國能源安全保障、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),甚至對(duì)改變世界能源供應(yīng)格局,都具有里程碑意義。

　　打開一個(gè)可采千年的能源寶庫

　　可燃冰,是甲烷和水分子在低溫高壓下結(jié)合的化合物,因形似冰塊卻能燃燒而得名,是一種燃燒值高、清潔無污染的新型能源,分布廣泛而且儲(chǔ)量巨大。1立方米的可燃冰分解后,可釋放出約0.8立方米的水和164立方米的天然氣,能量密度高,資源潛力巨大。科學(xué)家們估算其資源量相當(dāng)于全球已探明傳統(tǒng)化石燃料碳總量的兩倍,甚至認(rèn)為它是能夠滿足人類使用1000年的新能源,是今后替代石油、煤等傳統(tǒng)能源的首選。

　　我國對(duì)可燃冰的研究從1995年開始,并于2007年5月成功獲取了可燃冰實(shí)物樣品,成為世界上第四個(gè)通過國家級(jí)開發(fā)項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)可燃冰的國家。

　　2010年底,由廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局完成的《南海北部神狐海域天然氣水合物鉆探成果報(bào)告》通過終審,科考人員在我國南海北部神狐海域鉆探目標(biāo)區(qū)內(nèi),圈定了11個(gè)可燃冰礦體,顯現(xiàn)出良好的資源潛力。

　　“海洋六號(hào)”入列后,再次深入南海北部區(qū)域進(jìn)行新一輪“精確調(diào)查”,調(diào)查海域包括瓊東南海域、西沙海域、神狐海域和東沙海域等區(qū)域,調(diào)查的重點(diǎn)是在南海北部前期勘探的基礎(chǔ)上,圈定重點(diǎn)勘探區(qū)域。南海北部神狐海域作為可燃冰富集區(qū),是調(diào)查重點(diǎn)之一。

　　據(jù)了解,研究人員在140平方公里的鉆探目標(biāo)區(qū)內(nèi),圈定的11個(gè)可燃冰礦體,含礦區(qū)總面積約22平方公里,礦層平均有效厚度約20米,預(yù)測儲(chǔ)量約194億立方米；鉆探區(qū)水合物富集層位氣體主要為甲烷,其平均含量高達(dá)98.1%,主要為微生物成因氣。

　　神狐海域可燃冰儲(chǔ)量還只是我國可燃冰蘊(yùn)藏量的“冰山一角”。在西沙海槽,科考人員已初步圈出可燃冰分布面積5242平方公里,其資源估算達(dá)4.1萬億立方米；在南海其他海域,同樣也有天然氣水合物存在的必備條件。

　　“中國方案”實(shí)現(xiàn)歷史性跨越

　　可燃冰儲(chǔ)量豐富,但是如果一直只躺在南海海底,則發(fā)揮不了其價(jià)值。但因?yàn)殚_采難度巨大,迄今鮮有國家嘗試。

　　我國科學(xué)家們認(rèn)為,試驗(yàn)性開發(fā)的目的,既是對(duì)可燃冰開發(fā)技術(shù)與工藝的檢驗(yàn),也是將其轉(zhuǎn)化為可利用能源的必經(jīng)之路,對(duì)我國能源安全及經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要意義。本次試開采是世界上第一次針對(duì)粉沙質(zhì)水合物進(jìn)行開發(fā)試驗(yàn),為此海洋地質(zhì)學(xué)家們?cè)谠嚥伤悸�、試采井位選擇、工程地質(zhì)勘查、關(guān)鍵技術(shù)和工藝確立、試采平臺(tái)優(yōu)選等諸多方面,都具有中國特色,可以形容為“中國方案”。

　　在此之前,對(duì)海域天然氣水合物試采僅在日本實(shí)施過,可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)不多,且日本水合物儲(chǔ)層的滲透性,明顯好于我國。

　　南海神狐海域的天然氣水合物,屬于泥質(zhì)粉砂型儲(chǔ)層類型,該類型資源量在世界上占比超過90%,是我國主要的儲(chǔ)集類型。此類儲(chǔ)層的開采難度非常大,是日本或其它欲開展試采的國家和技術(shù)人員避之不及的。我國首次、也是世界第一次對(duì)該類型資源實(shí)現(xiàn)安全可控開采,為天然氣水合物廣泛開發(fā)利用提供了技術(shù)儲(chǔ)備,積累了寶貴經(jīng)驗(yàn),奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　針對(duì)我國水合物儲(chǔ)層主要為泥質(zhì)粉砂,并且滲透率低的情況,此次“試采”,采用了水力割縫的方法進(jìn)行儲(chǔ)層改造。近幾天的測試表明,割縫效果良好,大大提高了地層滲透性。

　　與此同時(shí),通過本次“試采”,我國海洋地質(zhì)學(xué)家們還建立了天然氣水合物“兩期三型”成礦理論,創(chuàng)建了天然氣水合物成藏系統(tǒng)理論,創(chuàng)立了天然氣水合物“三相控制”開采理論；同時(shí)中國科學(xué)家創(chuàng)造性提出并應(yīng)用了7項(xiàng)工程技術(shù)體系創(chuàng)新:窄密度窗口平衡鉆井技術(shù)、深水淺層井口穩(wěn)定性增強(qiáng)技術(shù)、松軟復(fù)雜礦體綜合開發(fā)技術(shù)、低滲速敏儲(chǔ)層改造技術(shù)、未固結(jié)超細(xì)儲(chǔ)層舉升與防砂技術(shù)、水合物二次生成預(yù)防技術(shù)及完井與測試系統(tǒng)集成技術(shù)。本次試采,我國實(shí)現(xiàn)天然氣水合物勘探開發(fā)理論重大突破和天然氣水合物全流程試采核心技術(shù)重大突破。

　　“藍(lán)鯨一號(hào)”托舉世界首次海域試采

　　此次水合物試采作業(yè),大量國產(chǎn)化裝備成功投入應(yīng)用,充分表明“中國造”已走在世界的前列。首先,必須要點(diǎn)贊的是試采作業(yè)最重要的“大國重器”——我國最新研制成功世界最大、鉆井深度最深的海上鉆井平臺(tái)“藍(lán)鯨一號(hào)”。這是目前全球最先進(jìn)的雙井架半潛式鉆井平臺(tái),可適用于全球任何深海作業(yè)。

　　其次,大量擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)工具的成功應(yīng)用表明,國內(nèi)石油公司已具有深水工藝及設(shè)備研發(fā)能力,如完井防砂工藝,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過石油工業(yè)的防砂極限；完井與測試系統(tǒng)集成裝備,結(jié)合水合物試采工程開發(fā)與科研需求,為我國水合物開發(fā)研究提供科學(xué)數(shù)據(jù)。

　　與此同時(shí),本次開采試驗(yàn)也為后續(xù)研究提出了很多課題,指明了研究方向。下一步重點(diǎn)是研究如何解決本次試驗(yàn)當(dāng)中發(fā)現(xiàn)的一些問題,并在之后3-5年內(nèi)開展第二次試采,進(jìn)一步為商業(yè)化開采打好技術(shù)鋪墊。

　　比如,試采過程中,由于地層的復(fù)雜而導(dǎo)致施工困難很大,測井?dāng)?shù)據(jù)采集需要面對(duì)高排量與低排量鉆進(jìn)之間的矛盾；泥漿比重配值、鉆井安全及地層防漏失問題的協(xié)調(diào)；地層可動(dòng)水含量少對(duì)測試過程控制造成的困難,以及如何解決長期開采防砂、穩(wěn)產(chǎn)等。這些都是本次試采遇到的需要通過后續(xù)研究而解決的問題。

　　按照國家建設(shè)海洋強(qiáng)國和“21世紀(jì)海上絲綢之路”的總體部署和要求,堅(jiān)持以強(qiáng)化近海、拓展遠(yuǎn)海、探查深海、引領(lǐng)發(fā)展為原則,國土資源部將重點(diǎn)針對(duì)水合物試采的關(guān)鍵技術(shù)和裝備開展后續(xù)攻關(guān)。在不久的將來,我國會(huì)在深海潛器探測水合物技術(shù)、高精度水合物探測技術(shù)、深海錨系水合物環(huán)境監(jiān)測技術(shù)、深海水合物鉆探裝備、深海儀器裝備規(guī)范化海上試驗(yàn)、水合物實(shí)驗(yàn)設(shè)備研制、水合物開采理論研究等方面取得新的進(jìn)展。

　　試采安全、友好、可控、環(huán)保

　　由于甲烷是比二氧化碳更高效的溫室氣體,因此天然氣水合物的環(huán)境問題一直是人們關(guān)心的一個(gè)重要問題。我國海域天然氣水合物試采,同樣非常重視環(huán)境問題,為此投入人力物力進(jìn)行了研究。

　　2011年6月-2017年3月,南海水合物環(huán)評(píng)項(xiàng)目組在神狐水合物區(qū)先后共組織了10個(gè)航次的野外調(diào)查工作,調(diào)查內(nèi)容包括海底工程地質(zhì)特征、地質(zhì)災(zāi)害特征、海底環(huán)境監(jiān)測、海洋生物特征、海水溶解甲烷含量等,基本查明了水合物試采區(qū)的海洋環(huán)境特征。同時(shí),發(fā)展了一系列我國自主產(chǎn)權(quán)的水合物環(huán)境評(píng)價(jià)技術(shù),為水合物試采、開發(fā)提供了良好基礎(chǔ)。

　　水合物試采的環(huán)境問題,主要是試采過程中是否發(fā)生不可控的水合物分解,導(dǎo)致甲烷泄漏,從而引起海底滑坡等地質(zhì)災(zāi)害,甚至是甲烷泄漏到海洋或者大氣中而引起環(huán)境問題。

　　針對(duì)這些問題,在試采過程中,一方面要根據(jù)水合物區(qū)的海底地形地貌、工程地質(zhì)特征、水合物儲(chǔ)層等特征,通過合理的井位及降壓方案,從工程設(shè)計(jì)上避免發(fā)生甲烷泄漏所引發(fā)的環(huán)境問題和災(zāi)害問題。另一方面,通過布設(shè)海底地形、氣體滲漏等監(jiān)測設(shè)備,構(gòu)建海水-海底-井下一體化環(huán)境安全監(jiān)測體系,實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、甲烷濃度及海底穩(wěn)定性參數(shù)的實(shí)時(shí)、全過程監(jiān)測。

　　監(jiān)測結(jié)果顯示,試采未對(duì)周邊大氣和海洋環(huán)境造成影響,整個(gè)過程安全、友好、可控、環(huán)保。

　　可燃冰開采也要沿“一帶一路”走出去

　　我國可燃冰試采成功,預(yù)示著我國海洋能源開發(fā)利用翻開了新的一頁。常年深耕南海的廣大海洋地質(zhì)學(xué)家們表示,將以全力支撐能源資源安全保障為使命,持續(xù)做好天然氣水合物資源勘查與試采工作,推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化利用進(jìn)程。這包括系統(tǒng)總結(jié)本次試采經(jīng)驗(yàn),優(yōu)化試采技術(shù)工藝；進(jìn)一步加大區(qū)域勘查力度,落實(shí)資源儲(chǔ)量,摸清資源家底；開展多種類型天然氣水合物試采,建立適合我國資源特點(diǎn)的開發(fā)利用技術(shù)體系；創(chuàng)建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、工程技術(shù)中心等創(chuàng)新平臺(tái),進(jìn)一步提高天然氣水合物勘探開發(fā)和深海科技創(chuàng)新能力。

　　可燃冰開采是一個(gè)世界性難題,“一帶一路”沿線許多國家都對(duì)中國的試采表示了高度關(guān)注。

　　參與此次試采的科學(xué)家們認(rèn)為,本次試采克服了低滲粉砂質(zhì)儲(chǔ)層水合物開采這一世界性難題。作為世界上儲(chǔ)量最大的一類水合物礦體,低滲粉砂質(zhì)儲(chǔ)層水合物礦藏,在海上絲綢之路沿線國家的大陸邊緣廣泛分布。其中很多國家,比如印度、巴基斯坦等,它們對(duì)天然氣水合物資源開發(fā)有強(qiáng)烈的需求。我國現(xiàn)在掌握了這一技術(shù),將來可以考慮對(duì)海上絲綢之路周邊國家進(jìn)行技術(shù)輸出,有利于解決“一帶一路”利益共同體的資源和能源問題,也有利于推動(dòng)“一帶一路”利益共同體的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和融合。