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中国连续稳定试采可燃冰 开采"神器"山东制造

2017-05-19 14:18

来源: 大众网


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  据央视新闻18日报道,中国首次海域天然气水合物(可燃冰)试采成功!国土资源部中国地质调查局今天(5月18日)宣布,我国正在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功,这也标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。18日中午,中共中央、国务院对海域天然气水合物试采成功发去贺电。
国务院贺电全文 央视
  什么是可燃冰?
  可燃冰,学名天然气水合物(Natural Gas Hydrate,简称Gashydrate),是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质。因其外观像冰一样且遇火可燃,而被称作“可燃冰”或“固体瓦斯”、“气冰”。赋存于水深大于100-250米(两极地区)和大于400-650米(赤道地区)的海底沉积层内,这里的压力和温度条件,能使天然气水合物处于稳定的固态。
  在地球上,绝大多数可燃冰是和泥沙混在一起的。
  我国首次天然气水合物试采成功
  而我国此次在南海神狐海域试采成功的,就是一种泥质粉砂类型的可燃冰矿藏。
  据央视新闻报道,我国南海北部的神狐海域,也是我国正在进行的可燃冰试开采的现场。这个持续不断燃烧的火焰,就是正在从1000多米的水下分解提取出的可燃冰所产生的甲烷气体。这标志着我国首次试开采得到了全面成功。
  国土资源部地质调查局在今年2月表示,目前我国已经初步查明我国可燃冰的资源潜力,今年,我国将开展海上可燃冰的试开采。
  通过勘查,2016年,在我国海域,已圈定了6个可燃冰成矿远景区,在青南藏北已优选了9个有利区块,据预测,我国可燃冰远景资源量超过1000亿吨油当量,潜力巨大。
  国土资源部中国地质调查局资源评价部负责人邢树文说,可燃冰在我国的海域圈定了一系列的找矿远景区,也预测了资源量。今年我们正在积极进行这方面的试采准备。
  南海北部神狐海域的天然气水合物试开采现场距香港约285公里,采气点位于水深1266米海底下200米的海床中。自5月10日正式出气至今,已累计产出超12万立方米甲烷含量高达99.5%的天然气。实现连续超一周的稳定产气,标志着我国进行的首次天然气水合物试采宣告成功。
  中国地质调查局副总工程师、天然气水合物试采现场总指挥叶建良表示,从5月10日正式出气试点火成功,到目前为止,我们已经连续开采八天了,日产超过一万方以上,最高日产达到了3.5万方,这种连续稳定的出气,达到了我们原来预定的目标。
  开采“神器”山东造
  要安全、高效地开采可燃冰,离不开先进的开采平台。承担此次试采任务的“蓝鲸1号”可谓“国之重器”,代表了当今世界海洋钻井平台设计建造的最高水平。据了解,“蓝鲸1号”是由烟台企业制造。今年年初,“蓝鲸1号”在烟台组装完成后,由6艘大马力全回转拖轮牵引驶出,经过8天的航行,才顺利到达井位。
  “蓝鲸1号”平台长117米,宽92.7米,高118米,最大作业水深3658米,最大钻井深度15240米,适用于全球深海作业。与传统单钻塔平台相比,“蓝鲸1号”配置了高效的液压双钻塔和全球领先的DP3闭环动力管理系统,可提升30%作业效率,节省10%的燃料消耗。
  据了解,“蓝鲸1号”代表了当今世界海洋钻井平台设计建造的最高水平,将国内深水油气勘探开发能力带入世界先进行列。本次试采成功标志着重大技术突破,为可燃冰的商业化开发铺路,将对我国能源结构产生重大影响。
  可燃冰开采有多难?
  可燃冰的形成条件非常苛刻,必须满足三个条件:第一是温度不能太高,海底温度在2~4℃,这才适合天然气水合物的形成,而一旦温度高于20℃,天然气水合物就会分解;第二是压力要足够大,需要30个大气压才可形成水合物,压力越大水合物就越稳定,而海深300米才能达到30个大气压;第三是要有甲烷气源,而产生甲烷这要靠海底古生物遗骸的沉积物被细菌分解,或者天然气在地球深处产生并不断进入地壳。
  目前,世界上已发现海底天然气水合物的区域主要在大西洋海域的墨西哥湾、加勒比海、南美东部陆缘、非洲西部陆缘和美国东海岸外的布莱克海台等,西太平洋海域的白令海、鄂霍茨克海、千岛海沟、冲绳海槽、日本海、四国海槽、日本南海海槽、苏拉威西海和新西兰北部海域等,东太平洋海域的中美洲海槽、加利福尼亚滨外和秘鲁海槽等,印度洋的阿曼海湾,南极的罗斯海和威德尔海,北极的巴伦支海和波弗特海,以及大陆内的黑海与里海等。
  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的结晶化合物,预测资源量相当于已发现煤、石油、天然气等化石能源的两倍以上,是世界公认的一种清洁高效的未来替代能源。
  因绝大部分埋藏于海底,所以可燃冰开采难度十分巨大。目前,日本、加拿大等国都在加紧对这种未来能源进行试开采尝试,但都因种种原因未能实现或未达到连续产气的预定目标。
  此次试开采成功,不仅表明我国天然气水合物勘查和开发的核心技术得到验证,也标志着中国在这一领域的综合实力达到世界顶尖水平。
  国土资源部中国地质调查局副局长 李金发:这一次天然气水合物的试开采成功,我们是优先抢占了领跑和技术高地,实现了我国在天然气水合物开发上的领跑。它将会是继美国引领页岩气革命之后的,由我国引领的天然气水合物革命,将会推动整个世界能源利用格局的改变。
  日均稳定产气超过一万方,以及持续超一周的连续产气时间,这两个指标在之前还没有一个国家能够成功实现。而完成这一历史性的飞跃,我国科学家们又是在如何做到的呢?
  天然气水合物的试开采一直是一项世界性难题。2013年日本曾尝试进行过海域天然气水合物的试开采工作,虽然成功出气,但六天之后,由于泥沙堵住了钻井通道,试采被迫停止。
  李金发说,第一每日试采的取气量要达到一万方以上,第二是连续产气一周。我们所有的指标都超过了预定目标,所以我国是世界海域天然气水合物开发成功的第一个国家。
  为实现这一目标,我国科学家利用降压法,将海底原本稳定的压力降低,从而打破了天然气水合物储层的成藏条件,之后再将分散在类似海绵空隙中一样的可燃冰聚集,利用我国自主研发的一套水、沙、气分离核心技术最终将天然气取出。
  叶建良受访时表示,我们这次运用了地层流体抽取法,从单纯考虑降压变成了关注流体的抽取,通过保证流体的抽取来实现稳定的降压。降压方案充分体现了优越性,也是保证我们这次试采成功一个关键因素,这也是在国际上从理论到技术方法的一个创新。
  可燃冰有多大价值?
  同等条件下,可燃冰燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍,而且燃烧后不产生任何残渣和废气,避免了最让人们头疼的污染问题。科学家们如获至宝,把可燃冰称作"属于未来的能源"。
  可燃冰的最大特点就是能量密度高。它占用体积小,却蕴含大量能量。举个例子,一辆使用天然气为燃料的汽车,一次加100升天然气能跑300公里的话,那么加入相同体积的可燃冰,这辆车就能跑5万公里。
  尽管开采难度大、成本高,但可燃冰的试采成功仍然带给人们巨大的兴奋。
  国土资源部中国地质调查局副局长李金发公开表示,一开始就瞄准了(可燃冰)资源潜力巨大,具有广泛利用前景的这一个特点,虽然开采难度很大,但开发成功后,其广泛利用更具意义。而且,从目前试采的连续性和产气量来看,可燃冰离商业性开采不远了。
  可燃冰储量巨大,仅我国海域预测远景资源量就达到800亿吨油当量,世界资源量约为2100万亿立方,可供人类使用1000年!
  在《中国能源矿产地质调查报告》中提到的可燃冰资源量,包括海域可燃冰和陆域可燃冰。虽然海底开采成本巨大,但科学家在大陆的永久冻土带也发现了可燃冰,而中国,就是世界上第一个在中高纬度高原冻土带钻获可燃冰实物样品的国家。
  2013年在我国珠江口盆地东部海域发现超千亿方级可燃冰物矿藏,2015年神狐海域再次发现超千亿方级可燃冰,而且矿藏分布广、厚度大、饱和度高,为我国可燃冰试开采提供了重要参考靶区。2015年,我国利用自主研发的4500米级“海马”号无人遥控潜水器首次在珠江口盆地西部海域发现了可燃冰活动的标志——活动“冷泉”,并成功获取了可燃冰样品。
  目前,可燃冰试开采团队将继续在神狐海域附近再进行二至三个不同矿区和类别的试开采工作。积累更多试开采经验,为在2030年前进行天然气水合物商业开发打下基础。
  李金发说,如果这个能开发利用,将会大大的提高我国的资源安全保障能力,大大降低我国对外依存度,同时也会大大地改善我国能源资源结构。
  此外据央视报道,可燃冰使用前景广阔,但同时也存在风险。据估算,全球海底可燃冰的甲烷总量大约是地球大气中甲烷总量的3000倍,如果开采不慎导致甲烷气体的大量泄漏,将可能引发强烈的温室效应。如何安全、经济地开采可燃冰,并且从中分离出甲烷气体,依然是目前各国研究和利用可燃冰的核心难题。
  (综合新华社、央视新闻等报道)
   [编辑: 张珍珍]

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