世界將目光投向中國,可燃冰試採再獲突破,創世界紀錄,外國惶恐

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就在昨天(3月26日),我國自然資源部宣佈,我國海域可燃冰第二輪試採取得圓滿成功。這次試採是全球首次利用水平井鑽採技術試採海域可燃冰,也是繼2017年我國首次海域可燃冰試採成功後,推進產業化進程中的一項重大成果。

據自然資源部中國地質調查局介紹,本次試採是全球首次利用水平井技術,在水深1225米的南海神狐海域,成功從海底以下237米至304米的可燃冰礦藏中開採出天然氣。

2月17日至3月18日,試採連續產氣30天,累計產氣量86.14萬立方米,日均產氣量2.87萬立方米,創造了“產氣總量最大、日均產氣量最高”兩項世界紀錄。

世界將目光投向中國,可燃冰試採再獲突破,創世界紀錄,外國惶恐

天然氣水合物(Natural Gas Hydrate/Gas Hydrate),有機化合物,化學式CH₄·nH₂O,即可燃冰,是分佈於深海沉積物或陸域的永久凍土中,由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀的結晶物質。

因其外觀像冰一樣而且遇火即可燃燒,所以又被稱作“可燃冰”(Combustible ice)或者“固體瓦斯”和“汽冰”。其實是一個固態塊狀物。天然氣水合物在自然界廣泛分佈在大陸永久凍土、島嶼的斜坡地帶、活動和被動大陸邊緣的隆起處、極地大陸架以及海洋和一些內陸湖的深水環境。

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可燃冰有強大的燃燒力,主要由水分子和烴類氣體分子(主要是甲烷)組成,它是在一定條件(合適的溫度、壓力、氣體飽和度、水的鹽度、PH值等)下由水和天然氣在中高壓和低溫條件下混合時組成的類冰的、非化學計量的、籠形結晶化合物(水分子中氧原子的電負性較大,在高壓下能吸引與之相近的水分子中的氫原子形成氫鍵,構成籠狀結構)。一旦溫度升高或壓強降低,甲烷氣則會逸出,固體水合物便趨於崩解。

1立方米可燃冰可轉化為164立方米的天然氣和0.8立方米的水。開採時只需將固體的“天然氣水合物”升溫減壓就可釋放出大量的甲烷氣體。最重要的是,其燃燒後幾乎不產生任何殘渣,汙染比煤、石油、天然氣都要小得多。


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可燃冰資源密度高,全球分佈廣泛,具有極高的資源價值,因而成為油氣工業界長期研究熱點。自上世紀60年代起,以美國、日本、德國、中國、韓國、印度為代表的一些國家都制訂了天然氣水合物勘探開發研究計劃。迄今,人們已在近海海域與凍土區發現水合物礦點超過230處,湧現出一大批天然氣水合物熱點研究區。

而中國與可燃冰的故事,則要從1999年開始說起:

  • 1999~2001年,中國地質調查局科技人員首次在南海西沙海槽發現了顯示天然氣水合物存在的地震異常信息(似海底地震發射波“BSR”)。2002年國務院批准設立我國海域天然氣水合物資源調查專項。
  • 2013年6月至9月,在廣東沿海珠江口盆地東部海域首次鑽獲高純度天然氣水合物樣品,並通過鑽探獲得可觀的控制儲量。
  • 2014年2月1日,南海天然氣水合物富集規律與開採基礎研究通過驗收,建立起中國南海“可燃冰”基礎研究系統理論。
  • 2017年5月18日,中國在南海北部神狐海域進行試採獲得成功,這個事件具有里程碑的意義:

17年的試採作業區也位於珠海市東南320千米的神狐海域。3月28日第一口試採井開鑽,5月10日下午14時 52分點火成功,從水深1266米海底以下203-277米的天然氣水合物礦藏開採出天然氣。到5月18日上午10時,連續產氣近8天,平均日產超過1.6萬立方米,超額完成“日產萬方、持續一週”的預定目標。國土資源部部長姜大明在現場宣佈我國海域天然氣水合物首次試採成功,中共中央、國務院發來賀電。至5月26日,試採井連續產氣16天,平均日產超過1萬立方米。5月27日開始,按照施工方案開展溫度、壓力變化對儲層、井底、井筒、氣體流量等影響的科學測試研究工作。已連續產氣超過22天,平均日產8350立方米,氣壓氣流穩定,井底狀態良好。試採安全評估和環境監測結果顯示,鑽井作業安全,海底地層穩定,大氣和海水甲烷含量無異常變化。取得了持續產氣時間長、氣流穩定、環境安全等多項重大突破性成果。截至6月10日下午,試採總產氣量達到21萬立方米,平均日產6800立方米。產氣過程平穩,井底狀況良好,獲得各項測試數據264萬組,為下一步工作奠定了堅實基礎。5月18日10時,國土資源部部長姜大明在南海神狐海域的“藍鯨一號”鑽井平臺上宣佈:我國首次海域可燃冰試採成功,其資源儲存量相當於千億噸石油。

  • 2017年11月3日,國務院正式批准將天然氣水合物列為新礦種。
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我國首次可燃冰開採

而據瞭解,與17年首次開採相比,時隔三年的此次試又採取得了一系列重大突破:

  1. 創造了“產氣總量、日均產氣量”兩項世界紀錄,實現了從“探索性試採”向“試驗性試採”的重大跨越。本輪試採1個月產氣總量86.14萬立方米、日均產氣量2.87萬立方米,是第一輪60天產氣總量的2.8倍。試採攻克了深海淺軟地層水平井鑽採核心關鍵技術,實現產氣規模大幅提升,為生產性試採、商業開採奠定了堅實的技術基礎。我國也成為全球首個採用水平井鑽採技術試採海域天然氣水合物的國家。
  2. 自主研發了一套實現天然氣水合物勘查開採產業化的關鍵技術裝備體系,大大提高了深海探測與開發能力。形成了六大類32項關鍵技術,其中6項領先優勢明顯。研發了12項核心裝備,其中控制井口穩定的裝置吸力錨打破了國外壟斷。這些技術裝備在海洋資源開發、涉海工程等領域具有廣闊應用前景,將帶動形成新的深海技術裝備產業鏈,增強我國“深海進入、深海探測、深海開發”能力。
  3. 創建了獨具特色的環境保護和監測體系,進一步證實了天然氣水合物綠色開發的可行性。自主創新形成了環境風險防控技術體系,構建了大氣、水體、海底、井下“四位一體”環境監測體系。試採過程中甲烷無洩漏,未發生地質災害。

據瞭解,實現天然氣水合物產業化,大致可分為理論研究與模擬試驗、探索性試採、試驗性試採、生產性試採、商業開採5個階段。第二輪試採成功實現從“探索性試採”向“試驗性試採”的階段性跨越,邁出天然氣水合物產業化進程中極其關鍵的一步。目前第二輪試採仍在進行中,科技人員將圍繞加快推進天然氣水合物勘查開採產業化和實施生產性試採進行必要的試驗工作。


世界將目光投向中國,可燃冰試採再獲突破,創世界紀錄,外國惶恐

可燃冰一度被稱為“未來的能源”,其價值也是可想而知的:過去,誰控制了石油,誰就控制了所有的國家。未來,誰控制了可燃冰,誰就改變全球能源格局。

中國的此次試採成功,無疑是又在世界科技史上豎起了一座里程碑,大中國,給力!

不過我們也不能高興得太早,因為其他國家其實也有可燃冰開採技術,只是中國目前的技術暫時領先於他們,要真正的掌握可燃冰資源,我們還需要更多的努力,這是一點水分都不能摻的。但是我也相信我們的祖國肯定能攻破重重難題,完全掌握此項技術。


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