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可燃冰试开采已连续产气22天 取得多项突破性成果
作者:     来源:央视新闻


国海域天然气水合物(可燃冰)试采在南海神狐海域实现连续8天稳定产气,实现了我国可燃冰开发的历史性突破,是我国首次、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可燃冰安全可控开采。


  国土资源部今天(6月2日)在北京宣布:我国正在南海神狐海域进行的天然气水合物试开采已连续产气22天,取得了持续产气时间长、气流稳定、环境安全等多项重大突破性成果。标志着我国成为全球海域天然气水合物试开采连续产气时间最长的国家。

  

本次天然气水合物试采作业区位于珠海市东南320千米的神狐海域。3月28日第一口试采井开钻,5月10日点火成功。截至目前,已连续22天产出甲烷含量高达99.5%的天然气,日均产气量达到8350立方米。

  

天然气水合物试采协调领导小组副组长 李金发:目前气量、气压稳定,井底状况良好。

  

天然气水合物,俗称“可燃冰”,是由天然气和水在高压低温的条件下形成的类冰状结晶物质。据预测:我国海域“可燃冰”资源量达800亿吨油当量,而国际公认的全球资源量相当于21万亿吨油当量,是世界公认的一种清洁高效的未来替代能源。可燃冰和天然气一样,主要成分是甲烷,但开采起来难度更大。这是我国科学家们在南海神狐海域开采的可燃冰,它不是冰块状的,而是呈米糊状。

  

天然气水合物试采现场指挥部指挥长 叶建良:实际上就是接近于黏土,渗透力比较差,所以对工艺要求更高,防砂的要求也更高。

  

虽然开采难度大,但超过90%的“可燃冰”资源都是这种类型,我国实现对这种类型的“可燃冰”的试开采并稳定产气,对未来“可燃冰”资源的产业化开发有着重要意义。同时,我国在“可燃冰”资源的勘探上也已经取得了重大成果。

  

天然气水合物试采协调领导小组副组长 李金发:我们现在已经在南海海域,证实了有两个千亿方的大型矿藏,为我们下一步形成商业性开发的大型资源基地奠定了坚实的基础。


科普(摘自中国地质图书馆)

什么是可燃冰

 20世纪30年代,天然气作为一种燃料开始被广泛使用,人们铺设了输气管道,但管道经常被奇怪的“冰块”堵塞,科学家为了解决这一难题,对这些“冰块”的结构和成份进行了分析。在1934年,由前苏联科学家发现这些冰块是天然气和水混合而成的,并称之为天然气水合物。就这样,可燃冰被人们意外地发现了。

 

可燃冰是由天然气和水在高压低温状态下形成的固体结晶物质,学名是天然气水合物,英文名为Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate。其化学方程式为CH4•8H2O,外貌多为白色、淡黄色、琥珀色和暗褐色。纯净的天然气水合物呈白色,形似冰雪,能被直接点燃,故形象地称之为“可燃冰”。

 

其分子结构非常复杂,但这其中超过99%的都是甲烷分子,可以说可燃冰就像一个天然气的压缩包,包含数量巨大的天然气。据理论计算,1立方米的可燃冰可释放出164立方米的甲烷气和0.8立方米的水,而且燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水,不会像煤炭和石油产品燃烧时释放出粉尘、硫化物、氮氧化物等环境污染物,所以被誉为21世纪最理想的清洁能源。


中国海域可燃冰探寻阔步向前

 目前,国际上确定天然气水合物的技术手段第一种是通过对地球物理资料的解释确定,如获得地震拟海底反射(BSR)标志,BSR是一种声反射面,指的是含气水合物的沉积物和其下伏不含气水合物之间的声反射界面,而在海洋环境中气水合物是稳定的,所以分析这种反射界面是判断是否存在天然气水合物的一个重要标志。第二种标志是典型的海底甲烷渗漏(即冷泉)反射特征,由于天然气水合物的主要成分就是甲烷,所以在海底监测到大量甲烷气体渗漏也是判断天然气水合物存在的重要标志。

 

1999年,广州海洋局派出“奋斗五号”船实施了首次针对水合物的高分辨多道地震调查,由此掀开了我国海域水合物调查的序幕。通过调查,在南海北部陆坡西沙海域首次发现了水合物存在的重要标志——似海底反射(BSR)。成果报送国务院后,时任国务院副总理温家宝批示“在南海发现天然气水合物存在的似海底反射波,意味着这类新资源在我国零的突破(2000年)”。我国于2002年正式批准设立天然气水合物资源勘查专项。从此,我国正式踏上了大规模、多学科、多手段开展天然气水合物资源调查的艰辛历程。

 

2002-2015年间,我国相继在南海北部陆坡的西沙、东沙、神狐和琼东南海域开展了天然气水合物资源调查及研究工作,并取得了一系列勘探成果和理论突破。

 

2007年4-6月,广州海洋地质调查局首次在南海北部神狐海域成功实施8个站位钻探,其中3个站位获得了天然气水合物实物样品,所获得的样品甲烷含量高达99.7%以上,点火即可燃烧。这一发现是我国首次在南海海域获取天然气水合物实物样品,证实了南海存在良好的水合物资源前景。

 

这是一次战略性的突破,使我国成为继美国、日本、印度之后第4个通过国家级研发计划在海底钻探获得天然气水合物实物样品的国家,也意味着我国海域天然气水合物资源调查正式跻身国际水合物勘探的先进行列。

 

2013年6月1日~9月8日,广州海洋地质调查局在珠江口盆地实施了第二次天然气水合物钻探。此次钻获了大量高纯度的新类型天然气水合物实物样品,样品中甲烷含量最高达到99%,呈块状、脉状、分散状等多种类型,主要赋存于水深600-1100米的海底以下220米以内的两个矿层中,具有埋藏浅、厚度大、类型多、含矿率高、甲烷纯度高等五大特点,在国际上罕见。该发现首次在我国南海获取了可视的块状天然气水合物实物样品。这一新发现,填补了我国海域可视水合物的空白,极大地丰富了我国海域水合物的赋存类型,是继2007年钻探航次后发现的新的水合物赋存类型,具有重大勘探实践意义和重要的科学研究价值,是我国海域水合物资源调查勘探一个里程碑式的重大突破。

 

2015年6月~9月,广州海洋地质调查局再次在神狐海域实施23口天然气水合物钻探井,这次的命中率达到了100%,23口井全部发现天然气水合物,水合物矿体厚度大、储量大,呈高饱和度特征。钻井控制矿藏面积128平方千米,控制资源量超过1500亿立方米,圈出10个规模较大的矿体,其中通过钻探取芯落实的2个大型矿体,此次钻探还首次发现Ⅱ型天然气水合物,与深部油气密切相关,对指导油气勘探具有重要意义。这次钻探为海域天然气水合物实验性开采提供了重要参考靶区,标志着我国海域天然气水合物资源调查已达到世界先进水平。

 

同年,广州海洋地质调查局利用地球物理资料在神狐邻近海域发现了典型的海底甲烷渗漏(即冷泉)反射特征,继而利用我国自主研发的“海马号”水下机器人(ROV)进行海底观测和实时甲烷测定,发现了大量化能自养的冷泉生物——菌席、贻贝类、管状蠕虫、蟹等组成的大型冷泉生态系统和大量沉淀于高碱度环境的冷泉碳酸盐岩,证实了巨型冷泉群——海马冷泉区的存在。同时,在海马冷泉区进行了目标精准的大型重力活塞取样,直接在海底浅表层采获渗漏型天然气水合物实物样品。海底观测和取样的结果验证了前期勘查研究中对海底渗漏型水合物分布预测的正确性,在南海海域水合物资源富集规律及与冷泉有关的海底生态系统认识上取得新突破,对后续钻探部署具有重要的指导意义。


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