作者:唐琳/整理 来源: 发布时间:2018-2-1 15:54:30
2017中国十大科技进展新闻
中国首次海域可燃冰试采告捷

 
2017年5月18日,这注定又是一个要被载入中国科技史册的日子。
 
在我国南海神狐海域,天然气水合物(又称“可燃冰”)试采实现连续187个小时的稳定产气,标志着我国全球首次海域可燃冰试采成功。
 
正如党中央和国务院在贺电中所指出的,这是中国人民勇攀世界科技高峰的又一标志性成就,对推动能源生产和消费革命具有重要而深远的影响。
 
竞争制高点
 
可燃冰到底是什么?其试采成功又为何如此引人瞩目?
 
通俗地讲,可燃冰是甲烷类天然气被包进水分子中,在海底低温与压力下形成的一种类似冰的透明结晶,其主要分布在海底和永久冻土层内。
 
与人们熟知的海底石油、海底天然气田相比,可燃冰可以说是“高潜力”能源:1立方米的可燃冰分解后,可释放出约0.8立方米的水和164立方米的天然气,燃烧所产生的能量明显高于煤炭和石油,但其燃烧污染又比煤、石油小,因此更加清洁环保。
 
可燃冰资源量巨大,是全球煤炭、石油、天然气资源总量的2倍。也正因如此,可燃冰被全球各国视为未来石油、天然气的战略性替代能源,是世界瞩目的战略资源。
 
相较于国际上自上个世纪60年代就开始勘探和研究可燃冰,我国可燃冰研究的起步则要晚得多。但是,中国科技工作者却在短短不到20年的时间里,完成了从空白到赶超的整个过程,这不得不说是一个奇迹。
 
在1998年立项后,1999年,我国正式展开南海和陆地冻土区的可燃冰调查工作。2007年,我国在南海神狐海域钻获可燃冰,这使得我国成为继美国、日本、印度之后,世界上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,我国科研人员在神狐海域准确定位到了两个可燃冰矿体;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,并全部发现可燃冰。
 
激动人心的时刻终于到来。2017年5月10日9时20分,我国南海神狐海域可燃冰试采正式开始。5小时32分钟后,试采点火成功。截至5月18日,经试气点火,此次试采已连续产气超过一周,最高产量3.5万立方米/天,平均日产超1.6万立方米,累计产气12万立方米,天然气产量稳定,甲烷含量最高达99.5%,完成预定目标,试采取得圆满成功。
 
任重而道远
 
与海洋石油、天然气的开采相比,可燃冰的开采可谓是公认的世界性难题。
 
虽然可燃冰储量大且分布广泛,但由于形成年代比石油、天然气晚得多,因而覆盖它的海底地层普遍为砂质,稍有不慎就会导致大量砂石涌进管道,造成开采失败。
 
当前,纵观全球,可燃冰研发活跃的国家主要包括中国、美国、日本、加拿大、韩国和印度等,各国纷纷斥巨资开展可燃冰试采。其中,美国、加拿大均进行过陆地可燃冰试采,但效果都不理想。2013年,日本曾在其南海海槽进行了海上可燃冰试采,但最终也因出砂等技术问题而宣告失败。
 
与日本相比,我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,加之我国可燃冰水深大、储层埋层浅,这些都使施工难度倍增。但也正因如此,中国此次在可燃冰试采上的突破,对于全世界而言更具有参考和借鉴意义。
 
此次我国海域可燃冰的试采成功,离不开理论、技术以及装备三方面的创新与突破。
 
在理论层面,在多年勘探和陆地研究的基础上,我国于全球率先建立了可燃冰“两期三型”成矿理论,指导圈定了找矿有利区,精准锁定了试开采目标;同时创立可燃冰“三相控制”开采理论,将其应用于试开采模拟和实施方案制定,从而确保了试采过程的安全可控。
 
在技术层面,通过此次试采,我国实现了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。我国技术工作者创新提出的“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;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。
 
在装备保障方面,据介绍,这次试用的钻井平台“蓝鲸一号”由我国自主制造,它是世界最大、钻井深度最深的双井架半潜式钻井平台,可适用于全球任何深海作业。此外,在试采过程中,我国科技工作者还开发了大量拥有自主知识产权的工具并实现成功应用。
 
试采成功是产业化的关键一步,但实现可燃冰的商业开采依然任重而道远。根据国土资源科技创新规划,“十三五”期间,通过研制深远海油气及可燃冰勘探开发技术装备,我国将推进大洋海底矿产勘探及海洋可燃冰试采工程,力争2020年实现商业化试采,研制成功全海深潜水器和深远海核动力浮动平台技术;力争2030年前进行可燃冰商业开发。■
 
《科学新闻》 (科学新闻2018年1月刊 封面)
发E-mail给:      
| 打印 | 评论 |