我國首次海域可燃冰試採成功“滿月” 南海深處涌動冰與火

　　“藍鯨Ι號”可燃冰試採平台點火臂（謝宏/《科技日報》）

　　6月10日，記者在中國地質調查局海域天然氣水合物（可燃冰）試採平台現場獲悉，截至當日14時52分，此次試採已連續產氣達31天，總產氣量達到21萬立方米，平均日產6800立方米。

　　“本次南海神狐海域試採的可燃冰儲層類型為泥質粉砂型，具有特低孔隙度、特低滲透率等特點，開採難度極大。”北京大學教授、天然氣水合物試採工程首席科學家盧海龍說，但該類型在全球分布最為廣泛，資源量在全球佔比超過90%。我國首次成功試採，為可燃冰廣泛開發利用提供了技術儲備，也為下一步工作奠定了堅實基礎。

　　據了解，試採目前產氣過程平穩，井底狀況良好，獲得各項測試數據264萬組。

　　——隱 痛——

　　巨量新能源沉睡海底

　　根據天然氣水合物資源類型及賦存狀態，結合我國海域地質條件，預測我國海域天然氣水合物資源量800億噸油當量。通過重點地區普查，圈定11個有利遠景區，19個成礦區帶。

　　然而，對於人類而言，可燃冰卻似“水中月、鏡中花”。一是其賦存於尚未石化的海底砂層中，賦存空間猶如用砂構筑的蜂巢，開採時可燃冰分解為天然氣和水后，“蜂巢壁”極可能坍塌並被帶走，進而堵塞採氣管道。二是隻要溫度、壓力條件一變，可燃冰即揮發成氣體進入大氣，瞬間變成環境殺手。

　　因開採難度極大，開採一直無重大進展。美國、加拿大在陸地上進行過試採，但效果不理想。日本在2013年開展的首次海上試開採工作，因出砂等技術問題而失敗。2017年4月，日本進行了第二次試採，累計採氣近3.5萬立方米，5月15日因出砂問題中止。

　　我國開展可燃冰試採技術研究儲備始於2011年。“我國南海天然氣水合物試採區，與日本試採區比較，具有儲層水深大、埋藏淺、滲透性差、飽和度低、儲層粒度更細、水合物類型更復雜等特點。僅儲層類型而言，我國南海為泥質粉砂質類型。就整體開採難度而言，中國較日本更高，目前沒有開採經驗可循。”中國地質調查局廣州海洋地質調查局局長、天然氣水合物試採現場指揮部指揮長葉建良說，砂細導致滲透率更低，同時我國的可燃冰試採區水深更大，儲層埋藏淺，開採施工難度更大。

　　一邊是我國能源特別是油氣資源對外依存度居高不下，一邊是巨量的新能源沉睡海底。這一現實，也成為中國地質人心中的一大隱痛。

　　——突 破——

　　三大領域形成技術跨越

　　經過幾十年的研究，國際上公認的海域可燃冰開採主要有三種方案，即熱解、置換和降壓。

　　在無成功先例、無成熟工藝的情況下，我國成功將南海神狐海域水深1266米海底以下203—277米的可燃冰礦藏開採出天然氣，超額實現了試採目標。試採成功是我國天然氣水合物開發利用重大突破，標志著我國在這一領域實現了歷史性跨越。試採成功實現了可燃冰勘探開發理論、全流程試採核心技術和開採環境安全防控三大重點突破。

　　在可燃冰勘探開發理論上，建立了可燃冰“兩期三型”成礦理論，指導發現了兩個超千億方級礦藏，並精准鎖定了試採目標﹔同時，創建了可燃冰成藏系統理論等。

　　現場指揮部辦公室主任邱海峻介紹，在可燃冰全流程試採核心技術上，已形成了國際領先的新型試採工藝，首創“地層流體抽取”新型試採方法，實現了小幅降壓取得產能增加的突破﹔掌握了鑽完井核心技術，研發了特殊的平衡鑽井、井口穩定性增強等技術，構建了深水淺層鑽完井技術體系等。

　　天然氣水合物開發有可能帶來的環境影響一直被公眾關注。“我們在試採中樹立環境保護優先的理念，試採中制定了全流程的科學、安全、環保施工方案，並嚴格遵守。”盧海龍說，在試採前，開展了10余個航次的環境基線調查，獲取了海洋地質、海洋生物、海水化學等本底數據，以及海底地層力學參數等。按照國際通用的環境管理體系、工藝安全風險管理等標准，採取嚴格的環境保護措施。利用大氣、海水、海底和井下四位一體監測體系，對甲烷、二氧化碳等參數及海底沉降進行實時監測。與本底數據對比顯示，甲烷等參數無異常變化，海底地形無變化，沒有環境污染，未發生地質災害。

　　——未 來——

　　產業化道路任重道遠

　　“試採雖然成功，但仍面臨許多難題需要攻克，市場化之路還有很多坎要過。”國土資源部地質勘查司司長於海峰認為，促進產業化進程要進行三方面工作：一是借鑒頁岩氣開發經驗，建議將天然氣水合物設立為我國新礦種（第173種礦產）﹔二是將天然氣水合物納入新興戰略產業目錄，制定相關產業政策，鼓勵和引導企業參與勘探開發，推動天然氣水合物開發利用進程﹔三是加強礦產資源管理，由國土資源部審批並頒發天然氣水合物勘探開發審批許可証、採礦許可証，劃定勘探區塊，做好礦權登記。

　　“商業化開採的礦區准備好了嗎？什麼時候組織區塊招拍挂？”中石油海洋公司總經理劉聖志、“藍鯨Ι號”制造商中集集團公司副總裁於亞興奮異常。於亞說出了今后的打算：“要根據這次試採形成的相關參數，組織人員進行自主設計的研究工作，形成完全自主知識產權的適合我國海域可燃冰賦存特點的鑽井平台。”

　　中國地調局副局長李金發透露，下一步該局將爭取神狐海域試採成果最大化，加大天然氣水合物勘查力度，摸清資源家底，開展不同類型天然氣水合物試採，深化開採技術研發，優化完善泥質粉砂儲層試採技術工藝，開展多種類型可燃冰試採，提升可燃冰勘探開發和深海科技創新能力。（記者 謝宏）

　　知識鏈接

　　可燃冰：外觀似冰 遇火燃燒

　　天然氣水合物一般分布於深海沉積物或陸域永久凍土中，是由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀結晶物質。因其外觀似冰，且遇火燃燒，俗稱可燃冰。

　　“可燃冰具有巨大的經濟價值。1立方米可燃冰可以分解出160—180立方米的天然氣，其燃燒后分解為二氧化碳和水，被譽為清潔能源。”天然氣水合物試採現場指揮部辦公室主任邱海峻說，天然氣水合物在全球主要分布在兩類地區：一類是水深300—3000米的海底，在海底以下0—1500米的沉積物中產出﹔另一類是陸上凍土區，尤其是南北極凍土區。目前已發現的海底水合物多分布於環太平洋周邊、大西洋西岸、印度洋北部、南極近海及北冰洋周邊，地中海、黑海、裡海等內陸海以及貝加爾湖等湖底也有零星分布。陸上水合物則主要分布於環北冰洋的高緯度凍土區和我國青藏高原凍土區。