新華社廣州5月18日電 題:可上九天攬月 可下五洋采“冰”我國首次海域可燃冰試采成功
新華社記者王攀、王立彬,、吳濤
可上九天攬月,,可下五洋采“冰”5月18日,我國南海神狐海域天然氣水合物(又稱“可燃冰”)試采實現(xiàn)連續(xù)187個小時的穩(wěn)定產(chǎn)氣,。這是我國首次實現(xiàn)海域可燃冰試采成功,,是“中國理論”“中國技術”“中國裝備”所凝結而成的突出成就,。中國人民又攀登上了世界科技的新高峰,將對能源生產(chǎn)和消費革命產(chǎn)生深遠影響,。
“藍鯨一號”鉆探平臺上噴出的火焰(5月16日攝),。新華社記者梁旭攝
看“神狐火炬”:點亮新能源時代曙光
提起能源,人們想到的往往是煤,、油,、氣點燃的火炬而不會是冷冷的冰塊,但中國科技工作者已經(jīng)可以將蘊藏在海底的“冰塊”點燃成熊熊燃燒的火焰,,讓“冰火交融”從夢想變成現(xiàn)實。
從5月10日起,,源源不斷的天然氣從1200多米的深海底之下200多米的底層中開采上來,,點燃了全球最大海上鉆探平臺“藍鯨一號”的噴火裝置。這是我國首次,、也是全球首次對資源量占比90%以上,、開發(fā)難度最大的泥質粉砂型儲層可燃冰成功實現(xiàn)試采。
和人們熟悉的海底石油,、海底天然氣田相比,,可燃冰要神秘得多。但這種由水和天然氣在高壓,、低溫情況下形成的類冰狀結晶物質,,卻是標準的“高潛力”能源。
它燃燒值高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,,燃燒產(chǎn)生的能量明顯高于煤炭,、石油,燃燒污染卻又比煤,、石油小,,更加清潔環(huán)保。
它資源儲量豐富可燃冰廣泛分布于全球大洋海域,,以及陸地凍土層和極地下面,。估算其資源量相當于全球已探明傳統(tǒng)化石燃料碳總量的兩倍。
“可燃冰被各國視為未來石油,、天然氣的戰(zhàn)略性替代能源,,是世界矚目的戰(zhàn)略資源,對我國能源安全及經(jīng)濟發(fā)展也有著重要意義,?!痹嚥涩F(xiàn)場指揮部總指揮、廣州海洋地質調(diào)查局局長葉建良說,。
巍然矗立在蔚藍海面中的“藍鯨一號”,,是個凈重超過43000噸,、37層樓高的龐然大物,今年2月剛剛“誕生”,,就從煙臺起航駛抵南海,,投入了這項試采任務。
南海海域是我國可燃冰最主要的分布區(qū),,全國可燃冰資源儲存量約相當于1000億噸油當量,,其中有近800億噸在南海。
試采現(xiàn)場指揮部地質組組長陸敬安說,,勘探顯示,,神狐海域有11個礦體、面積128平方公里,,資源儲存量1500億立方米,,相當于1.5億噸石油儲量,“成功試采意味著這些儲量都有望轉化成可利用的寶貴能源”,。
一次點火,,一次成功這一比率即使放到已經(jīng)非常成熟的海洋石油和天然氣開采領域也堪稱靚麗,而這一成功的背后,,是我國海洋地質工作者在天然氣水合物開發(fā)上的奮起直追,。
和國際上早在上個世紀60年代就開始勘探、研究可燃冰相比,,我國的可燃冰研究起步要晚到1998年,,但中國科技工作者只用了不到20年就完成了從空白到趕超的全過程。
回顧這一歷程,,試采現(xiàn)場指揮部辦公室主任邱海峻用“快馬加鞭”“奮發(fā)圖強”形容可燃冰開采的“中國速度”,。他介紹說,在1998年立項后,,1999年我國就開始了南海和陸地凍土區(qū)的可燃冰調(diào)查工作,,2007年就在神狐海域鉆獲可燃冰,這使得我國成為繼美國,、日本,、印度之后,第四個通過國家級研發(fā)計劃在海底鉆獲可燃冰的國家,。
2015年,,我國科技工作者在神狐海域準確定位了兩個可燃冰礦體。2016年,,地質調(diào)查工作人員圍繞試采在神狐海域開展鉆探站位8個,,全部發(fā)現(xiàn)可燃冰。
“2016年3月,我們正式開始準備可燃冰試開采,,當時定下的開鉆時間為2017年3月28日,,就是說自開始準備至開鉆僅有一年時間,如果不是之前持續(xù)拼搏積累下海量的地質數(shù)據(jù),,就不可能按時完成任務,。”邱海峻說,。
今年5月10日9時20分,,神狐海域可燃冰試采開始,5小時32分鐘后,,試采點火成功,。截至18日,經(jīng)試氣點火,,本次試采已連續(xù)產(chǎn)氣超過一周,,最高產(chǎn)量3.5萬立方米/天,平均日產(chǎn)超1.6萬立方米,,累計產(chǎn)氣12萬立方米,天然氣產(chǎn)量穩(wěn)定,,甲烷含量最高達99.5%,,完成預定目標,試采取得圓滿成功,。
18日上午,,國土資源部部長姜大明在“藍鯨一號”上向世界宣布:中國在神狐海域的天然氣水合物試采成功!
“在豆腐上打鐵,、用金剛鉆繡花”
和海洋石油,、天然氣相比,海域可燃冰的開采就一個字:難,。
難點也是一個字:軟,。
俗話說,柿子要撿軟的捏,。但可燃冰開采卻最怕“軟柿子”,。
“可燃冰雖然儲量大、分布廣,,但形成年代要比石油,、天然氣晚得多,覆蓋它的海底地層普遍是砂質,,現(xiàn)有的海底鉆井設備開采它就好比在‘豆腐上打鐵’,、用‘金剛鉆繡花’,稍有不慎就會導致大量砂石涌進管道,造成開采失敗,?!痹嚥涩F(xiàn)場指揮部首席科學家、中國地質調(diào)查局“李四光學者”盧海龍說,。
全球天然氣水合物研發(fā)活躍的國家主要有中國,、美國、日本,、加拿大,、韓國和印度等,各國競相投入巨資開展天然氣水合物試采,,競爭異常激烈,。其中,美國,、加拿大在陸地上進行過試采,,但效果不理想。日本于2013年在其南海海槽進行了海上試采,,但因出砂等技術問題失敗,。2017年4月日本在同一海域進行第二次試采,第一口試采井累計產(chǎn)氣3.5萬立方米,,5月15日再次因出砂問題而中止產(chǎn)氣,。
“與日本相比,我國海域主要屬于粉砂型儲層,,這也是占全球90%以上比例的儲藏類型,。砂細導致滲透率更差,同時我國的可燃冰水深大,、儲層埋層淺,,施工難度更大。我們的突破,,對于全世界而言更具有可參考和借鑒的價值,。”盧海龍說,。
攻堅克難,,首先依賴于“中國理論”的建立。陸敬安說,,在多年勘探和陸地研究的基礎上,,我國在全球率先建立了可燃冰“兩期三型”成礦理論,指導圈定了找礦有利區(qū),,精準鎖定了試開采目標,;創(chuàng)立可燃冰“三相控制”開采理論,應用于試開采模擬和實施方案制定,確保了試采過程安全可控,。
試采的成功,,也有賴于“中國技術”的突破。廣州海洋地質調(diào)查局局長助理,、試采現(xiàn)場指揮部辦公室副主任謝文衛(wèi)說,,通過這次試采,我國實現(xiàn)可燃冰全流程試采核心技術的重大突破,,形成了國際領先的新型試采工藝,。
“我們創(chuàng)新提出了‘地層流體抽取試采法’,有效解決了儲層流體控制與可燃冰穩(wěn)定持續(xù)分解難題,。我們成功研發(fā)了儲層改造增產(chǎn),、可燃冰二次生成預防、防砂排砂等開采測試關鍵技術,,其中很多技術都超出了石油工業(yè)的防砂極限,。”他說,。
試采的成功,,也來自“中國裝備”的支持。據(jù)介紹,,這次試用的鉆井平臺“藍鯨一號”是我國自主制造的“大國重器”,,也是世界最大、鉆井深度最深的雙井架半潛式鉆井平臺,,可適用于全球任何深海作業(yè),在試采過程中,,我國科技工作者還開發(fā)了大量擁有自主知識產(chǎn)權的工具并實現(xiàn)成功應用,。
向地球深部進軍
從“藍鯨一號”起步的可燃冰試采,不僅對我國未來的能源安全保障,、優(yōu)化能源結構具有重要意義,,甚至可能給世界能源接替研發(fā)格局帶來改變。
“試采成功打破了我國在能源勘查開發(fā)領域長期跟跑的局面,,取得了理論,、技術、工程和裝備的完全自主創(chuàng)新,,實現(xiàn)了在這一領域由跟跑到領跑的歷史性跨越,。”國土資源部黨組成員,、中國地質調(diào)查局局長鐘自然說,。
“從理論上講,地球內(nèi)部可利用成礦空間分布在從地表到地下1萬米,目前世界先進水平勘探開采深度已達2500米至4000米,,而我國大多小于500米,,向地球深部進軍是我們必須解決的戰(zhàn)略科技問題”2016年全國科技創(chuàng)新大會提出的這一論斷,讓人們對大地大海深處充滿向往,。
如果我國固體礦產(chǎn)勘查深度達到2000米,,探明資源儲量可以翻一番。而遼闊的大洋海底,,多金屬結核總資源量約3萬億噸,,有商業(yè)開采潛力的達750億噸;海底富鈷結殼中鈷資源量約為10億噸,;太平洋深海沉積物中稀土資源量達880億噸,。未來全球油氣總儲量的40%將來自深海。
“海洋特別是深海作為戰(zhàn)略空間和戰(zhàn)略資源,,在國家安全和發(fā)展中的戰(zhàn)略地位日益凸顯,,深海探測是建設海洋強國的戰(zhàn)略需要?!眹临Y源部部長姜大明說,,我國海洋探測科技創(chuàng)新已經(jīng)取得很大進步,但在一些深海領域與美日俄及個別歐盟國家相比還存在差距,,向深海進軍,,發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢,爭取后發(fā)先至,,這是必須解決的戰(zhàn)略科技問題,。
在本次試開采之后,我國可燃冰開采將進入“科學積累”的新階段,。葉建良說,,在系統(tǒng)總結本次試采經(jīng)驗、優(yōu)化試采技術工藝的基礎上,,還將開展更多種類型可燃冰試采,,建立適合我國資源特點的開發(fā)利用技術體系,同時創(chuàng)建國家重點實驗室,、工程技術中心等創(chuàng)新平臺,,進一步提高可燃冰勘探開發(fā)和深海科技創(chuàng)新能力,。
根據(jù)國土資源科技創(chuàng)新規(guī)劃,,“十三五”期間,通過研制深遠海油氣及可燃冰勘探開發(fā)技術裝備,,我國將推進大洋海底礦產(chǎn)勘探及海洋可燃冰試采工程,,力爭2020年實現(xiàn)商業(yè)化試采,,研制成功全海深潛水器和深遠海核動力浮動平臺技術。
中國科學家們還對未來全球能源接續(xù)的“中國方案”雄心勃勃,?!暗蜐B粉砂質儲層水合物礦藏在海上絲綢之路沿線國家廣泛分布,很多國家對可燃冰有強烈需求,。我們現(xiàn)在掌握了這一技術,,有利于解決‘一帶一路’沿線的資源、能源問題,,推動‘一帶一路’沿線的經(jīng)濟發(fā)展和融合,。”邱海峻說,。