注册 登录  
 加关注
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

鱼眼看矿业-和你一起关注地质、矿业

鱼眼看矿业:大视角地透视我们会发现  地质、矿业其实与每个人都有关

 
 
 

日志

 
 
关于我

有过矿山工作经历,无意中进入新闻单位工作。开博一为管理自己的资料,二为认识更多矿业界人士。入行十多年,不为对矿业有多大贡献,只愿能为矿业做点事。

网易考拉推荐

南海深处的冰与火——聚焦我国海域天然气水合物(可燃冰)成功试采  

2017-05-22 08:50:46|  分类: 地质人风采 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

南海深处的冰与火
——聚焦我国海域天然气水合物(可燃冰)成功试采
 南海深处的冰与火——聚焦我国海域天然气水合物(可燃冰)成功试采 - 鱼眼看矿业 - 鱼眼看矿业-和你一起关注地质、矿业
见证历史。在海上钻井平台“蓝鲸1号”和燃烧的冰留个影


  5月18日,天高海阔,在我国南海北部神狐海域,海上钻井平台“蓝鲸1号”长长的燃烧臂上,可燃冰释放出的天然气熊熊燃烧。从5月10日开始,我国首次进行的天然气水合物(可燃冰)矿藏试开采,以平均日产超过1.6万立方米,最高日产3.5万立方米的产量,至5月18日上午10时,已稳定生产7天19个小时。

  当天上午10时许,国土资源部部长姜大明宣布:“中国首次海域天然气水合物试采成功!”

  这是我国新能源勘探开发的一次历史性突破。由此,中国打开了又一扇新能源大门,开启了世界新能源勘探开发新纪元。
南海深处的冰与火——聚焦我国海域天然气水合物(可燃冰)成功试采 - 鱼眼看矿业 - 鱼眼看矿业-和你一起关注地质、矿业
 

  隐痛:巨量新能源沉睡海底
南海深处的冰与火——聚焦我国海域天然气水合物(可燃冰)成功试采 - 鱼眼看矿业 - 鱼眼看矿业-和你一起关注地质、矿业
 一九九九年 “奋斗五号”船首次赴南海开展天然气水合物调查。
  天然气水合物分布于深海沉积物或陆域永久冻土中,是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状化合物。因其外观似冰,且遇火燃烧,又被人称为可燃冰。

  可燃冰具有巨大的经济价值。1立方米可燃冰可以分解出160~170立方米的天然气,其燃烧后分解为二氧化碳和水,被誉为清洁能源。其储量丰富,全球储量约是当前已探明的所有化石能源包括煤、石油、天然气中碳含量综合的2倍。据研究,97%的可燃冰资源分布于海洋。目前,全球已发现的可燃冰分布区超过110多处。据科学家们估计,可燃冰的储量至少够人类使用1000年。因而,各国都将其视为石油天然气的替代能源。自上世纪中叶起,美国、日本、加拿大等国先后投入巨资,开展了海域可燃冰资源的调查评价,并在上世纪八九十年代获取了海域可燃冰的实物样品。

  “中国可燃冰资源一样丰富。”国土资源部党组成员、中国地质调查局局长钟自然说,“除陆地冻土区外,经过近20年的勘查,我国南海可燃冰地质资源量约为800亿吨油当量。”这意味着,如果全部开采出来,可稳定供应我国消费200年。

  然而,对于人类而言,可燃冰却似“水中月、镜中花”。一是其赋存于尚未石化的海底砂层中,赋存空间犹如用砂构筑的蜂巢,开采时可燃冰分解为天然气和水后,“蜂巢壁”极可能坍塌并被带走,进而堵塞采气管道。二是只要温度、压力条件一变,可燃冰即挥发成气体进入大气,瞬间变成环境杀手。因开采难度极大,其在海域被发现至今的几十年间,开采一直无重大进展。美国、加拿大在陆地上进行过试采,但效果不理想。日本在2013年开展的首次海上试开采工作,因出砂等技术问题而失败。2017年4月,日本进行了第二次试采,累计采气近3.5万立方米,5月15日因出砂问题中止。

  我国的试采技术研究储备始于2011年。“我国南海天然气水合物试采区,与日本试采区比较,具有储层水深大、埋藏浅、渗透性差、饱和度低、储层粒度更细、水合物类型更复杂等特点。仅储层类型而言,日本试采区为细砂质类型,我国南海为泥质粉砂质类型。目前,国际上试采储层类型的一般为砂砾型,简而言之,就整体开采难度而言,中国较日本更高,目前没有开采经验可循。”在试采平台,中国地质调查局副总工程师、广州海洋地质调查局局长、试采现场指挥部总指挥叶建良说,“砂细导致渗透率更低,同时我国的可燃冰试采区水深更大,储层埋藏浅,开采施工难度更大。”

  一边是我国能源特别是油气资源对外依存度居高不下,一边是巨量的新能源沉睡海底。这一现实,也成为中国人,尤其是中国地质人心中的一大隐痛。

  导向:国家需求压出角色转换
南海深处的冰与火——聚焦我国海域天然气水合物(可燃冰)成功试采 - 鱼眼看矿业 - 鱼眼看矿业-和你一起关注地质、矿业
 
  可喜的是,新中国地质人早已形成以国家需求为导向的传统。更可喜的是,地质人能将满足国家需求变成工作动力。

  20世纪80年代中期,当我国经济发展速度进入快车道,常规油气资源供需矛盾越来越大时,地质人开始关注到国际上可燃冰有关报道和研究成果。

  1995年,在中国大洋协会、原地质矿产部和国家科委的支持下,中国地科院矿产资源研究所曾先后在南海和太平洋国际海底开展了可燃冰的前期调研。

  1999年,中国地质调查局成立后,我国可燃冰研究进入到加速发展阶段。同年,广州海洋地质调查局在南海北部西沙海域开展了可燃冰前期调查,发现了其存在的重要地震标志——似海底反射(BSR),第一次在我国海域找到了可燃冰的踪影,引起国家高度重视。

  我国可燃冰实质性调查与研究就此展开。随后,广州海洋地质调查局(以下简称广海局)扩大调查范围和战果,在我国南海北部多处海区发现了可燃冰踪迹。

  2002年,国家批准设立专项,在我国海域开展可燃冰综合调查与评价工作。以广海局为主力,并广泛吸收高等院校、科研院所、国家石油公司等参与,发现了我国南海北部可燃冰赋存的大量的地质、地球物理、地球化学及生物等异常标志,初步圈定出可燃冰资源远景最有利的重点目标区,并在国家科技计划等给予支持,持续开展了探测关键技术等研究。同时,中国地质调查局在青岛海洋地质研究所建成了可燃冰模拟重点实验室,并人工合成可燃冰。

  2007年,在中国地质调查局的组织下,广海局联合国内外先进调查勘探力量,在南海北部神狐海域实施了我国首次可燃冰钻探,成功获取实物样品,成为继美国、日本、印度之后第四个通过国家计划在海底钻获可燃冰实物样品的国家。

  为尽早开发利用可燃冰,2011年,以加快南海北部水合物资源远景区勘查评价、选择重点靶区实施水合物试验性开采为目标的可燃冰勘查与试采专项工作启动,可燃冰调查进入了全新阶段。

  在开展分层次多学科综合性勘查评价后,新的钻探靶区被确定在了珠江口盆地东部海域。2013年,广海局组织实施了珠江口盆地东部海域可燃冰钻探航次,钻获获取到大量层状、块状、脉状及分散装等多种类型可燃冰样品,并发现超千亿方级可燃冰大型矿藏。2015年,广海局通过调查,在珠江口盆地西部海域首次发现大型活动冷泉——“海马冷泉”,并成功采获大量浅表层可燃冰实物样品。同年,再次在神狐海域组织实施钻探并取得重大发现——钻探区天然气控制资源量超过1500亿立方米,为特大型可燃冰矿藏,为本次试采提供了重要参考靶区。

  为加速我国可燃冰勘查开发进程,2016年,中国地质调查局明确由广海局作为可燃冰试采工程项目承担单位,在广海局成立试开采现场指挥部,叶建良担任总指挥,青岛海洋地质所所长吴能友担任副总指挥,并在广海局成立了可燃冰工程技术中心,创新研发了试采关键技术和装备体系,锁定全球最先进的超深水双钻塔半潜式钻井作业平台,完成了试采工程实施方案和长线物质相关服务准备。同时,在试采经费尚未落实的情况下,广海洋局抽调近50人组织开展了试采攻关,以强力推进试采科技攻关。

  2017年,中国地质调查局将可燃冰试开采列入重中之重工作“1号工程”,并明确了获得日产万方天然气、持续试采一周,获取完整有效科学数据科学目标,以及确保试采安全、环保、顺利等可燃冰试采工程目标。中国石油天然气集团公司、北京大学等相关单位人员组成试开采团队,创新制定了科学的技术方案。

  可燃冰成功试采一直是叶建良心中的梦想。2003年,叶建良获得地质工程博士学位,博士论文即是以可燃冰为题,此后,他组织编写了可燃冰专著,积极推动陆域可燃冰的发现等。2016年,他出任广海局局长,成为了中国地质调查局可燃冰试采的最优专家人选,并一直坚守在平台上,全身心投入到试采工作中。今年3月14日,平台“蓝鲸1号”抵达试采目标区——南海神狐海域;3月28日,中国海域首次天然气水合物试开采正式开钻。5月10日上午,叶建良一声令下,降压工作正式开始,14点52分,排气管一次点火成功。至5月18日10时,已连续产气7天19小时,最高产量3.5万立方米/天,平均日产超1.6万立方米,累计产气超12万立方米,天然气产量稳定,甲烷含量最高达99.5%,实现了预定目标。

  压力就是动力,动力催生成果。经过近20年的不懈努力,我国取得了天然气水合物勘查开发理论、技术、工程、装备的自主创新,实现了历史性的跨越,成为中国人民勇攀世界科技高峰的又一标志性成就。

  突破:对人类的一大贡献
南海深处的冰与火——聚焦我国海域天然气水合物(可燃冰)成功试采 - 鱼眼看矿业 - 鱼眼看矿业-和你一起关注地质、矿业
 
  经过几十年的研究,国际上公认的海域可燃冰开采主要有三种方案,即热解、置换和降压。其中,热解和置换两种方法因成本高昂而不具经济可行性,降压法成为人类利用可燃冰的最有前景的一道可通之门。

  在无成功先例、无成熟团队、无成熟平台、无成熟工艺的情况下,试开采团队以我国南海神狐海域水深1266米海底以下203米~277米的可燃冰矿藏为试采区,超额实现了试采目标。这次成功试采,既是中国首次也是世界首次对此类可燃冰的成功试采。

  “试采成功是我国天然气水合物开发利用重大突破,标志着我国在这一领域实现了历史性跨越。”钟自然在给予了高度评价的同时,对试采成功的贡献进行了高度概括:实现了可燃冰勘探开发理论、全流程试采核心技术和开采环境安全防控三大重大突破。

  在可燃冰勘探开发理论上,试采工程实施项目负责人、现场指挥部办公室副主任、广海局水合物室主任陆敬安说,在多年调查研究的基础上,建立了可燃冰“两期三型”成矿理论,指导发现了两个超千亿方级矿藏,并精准锁定了试采目标;创建了可燃冰成藏系统理论等。这些指导了试采实施方案的科学制定,并在此次试采中得到了证实。

  在可燃冰全流程试采核心技术上,现场指挥部办公室副主任、中国地调局基础部主任助理、广海局局长助理谢文卫介绍说,已形成了国际领先的新型试采工艺,首创“地层流体抽取”新型试采方法,实现了小幅降压取得产能增加的突破;掌握了钻完井核心技术,研发特殊的平衡钻井、井口稳定性增强等技术,构建了深水浅层钻完井技术体系等。

  在试采环境安全防控上,中国地质调查局基础部副主任、广海局局长助理、现场指挥部办公室主任邱海峻说,通过试采,已建立了可燃冰环境效应评价技术方法,全面调查获得试采前环境本底数据;构建大气、海水、海底、井下“四位一体”的立体环境监测网,实现了对温度、压力、甲烷浓度及海底稳定性参数实时监测及安全预警;综合评价结果显示,试采未对周边大气和海洋环境造成影响。

  国家千人计划学者、北京大学卢海龙教授介绍说,本次南海神狐海域试采的可燃冰储层类型为泥质粉砂型,具有特低孔隙度、特低渗透率等特点,开采难度极大。但该类型在全球分布最为广泛,资源量在全球占比超过90%。我国首次成功试采,为可燃冰广泛开发利用提供了技术储备,奠定了坚实基础。

  对此,中国地质调查局副局长李金发说得更为直接:“这有可能是继美国引领页岩气革命之后,由我国引领的可燃冰革命,标志着人类已经找到鱼和熊掌兼得的可燃冰开采之路。”

  特色:中国模式魅力再显
南海深处的冰与火——聚焦我国海域天然气水合物(可燃冰)成功试采 - 鱼眼看矿业 - 鱼眼看矿业-和你一起关注地质、矿业
 
  “试采成功,带有鲜明的中国特色。”试采平台上,叶建良感慨地说,中国特色体现在,一是发挥了社会主义制度可以集中力量办大事的政治优势,二是参研单位积极实施创新驱动发展战略。

  自开展可燃冰的系统研究后,国家先后实施可燃冰调查与评价,以及勘查与试采两个国家专项。专项实施过程中,国家多个部委提供了政策、资金等各种强力支持,国土资源部、中国地质调查局举全系统之力,整合形成了集地质调查、科研、装备研发和油气生产单位紧密配合、集中攻关的模式,从而使我国在较短时间内,完成了可燃冰成矿理论、预测、调查评价到勘查试开采全流程理论和方法技术体系的建立。

  广海局作为国家水合物专项,以及试采工程实施项目的主要承担单位,初步形成了我国海域天然气水合物综合探测技术体系,并首次建立起我国南海天然气水合物基础研究系统理论,为南海天然气水合物资源调查实现重大突破以及试采成功提供了重要的理论和技术支撑。

  中国地质调查局青岛海洋地质研究所已建成了可燃冰综合实验室,为试采提供了准确的物化参数等技术支持。

  这次试采,整合了中国地调局系统内的这两家海洋地质调查单位,并联合系统内勘探技术所、油气调查中心、水环中心、探矿工程所和测试中心等直属单位优势专业力量,构建起以中国地质调查局为核心层,以中石油、北京大学为紧密层,以其他科研院所和第三方服务商为协作层,创新制定了科学的技术路线和详细的试采工程实施方案,优化形成了四种防砂方案和两种人工举升方式,选定全球最先进的第七代半潜式钻井平台,连续奋战18个月,终于实现我国海域可燃冰试开采成功。

  未来:产业化任重道远
南海深处的冰与火——聚焦我国海域天然气水合物(可燃冰)成功试采 - 鱼眼看矿业 - 鱼眼看矿业-和你一起关注地质、矿业
 
  5月17日晚,前来参加试采现场会的中石油海洋公司总经理刘圣志、“蓝鲸1号”制造商中集集团公司副总裁于亚兴奋异常。

  “商业化开采的矿区准备好了吗?什么时候组织区块招拍挂?”一见面,刘圣志就向广州海洋局副局长秦绪文抛出了自己的问题。

  而于亚则向同事说出了今后的打算:“会后要根据这次试采形成的相关参数,组织人员进行自主设计的研究工作,形成完全自主知识产权的适合我国海域可燃冰赋存特点的钻井平台。”

  原来,“蓝鲸1号”本是外国一家公司支付订金的海洋石油钻井平台,无奈在其建造快完成时遭遇全球油价大跌。于是,平时推崇契约精神的外国公司撕毁了当初合同,订金、平台都不要了。在这种情况下,中集集团公司决定以砸在手里的钻井平台为基础,联手中石油海洋公司组建专门的海洋油气钻探施工队伍。双方意向刚一达成,就遇上了我国首次海域可燃冰试采工作。

  相对两位市场人士的热情,秦绪文冷静表示,试采虽然成功,但仍面临许多难题需要攻克,市场化之路还有很多坎要过。

  “美国页岩气革命从成功到商业化开发利用,前后走了20多年时间。”秦绪文说,可燃冰专用钻井平台的研制一定要尽快进行,“‘大马拉小车’的情况结束得越早越好。这样,我们就可以在相同投入的情况下,进行对更多海域不同储层可燃冰的试采,为商业化开发积累更多的经验。”

  据了解,本次试采工作确定要施工3口开采井和1口监测井,将分别根据海域和储层情况,制定不同的方案、采用不同的工艺和装备,以进一步丰富、完善海域可燃冰开采理论和方法技术体系。

  “一口井到底降压范围有多大?海底井口封堵装备是不是适应所有海域等,都需要我们今后不断试验才能得出结论。”对此,谢文卫解释说。

  清醒认识的结果,是中国地质调查局在试采成功后,立即理出了今后工作的思路:加大区域勘查力度,摸清资源家底。提高南海北部可燃冰资源潜力,拓展找矿空间;深化开采技术研发,巩固领跑优势。优化完善泥质粉砂储层试采技术工艺,促进产业化进程,开展多种类型可燃冰试采,加快建立适合我国资源特点的开发利用技术体系;加强科技平台建设,提升创新能力。创建可燃冰国家重点实验室,深化基础理论研究,建设可燃冰国家工程技术中心,增强关键技术自主研发和成果转化能力,全面提升可燃冰勘探开发和深海科技创新能力。

  路漫漫其修远兮。保障国家能源安全,向地球深部进军,中国地质人仍在路上……

  评论这张
 
阅读(578)| 评论(4)
推荐 转载

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2017