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可燃冰:点亮深海新能源曙光

发布时间:2019-12-05 06:40:07 编辑:笔名

中国首次海域可燃冰试采成功。

国土资源部部长 5月18日对外宣布,5月10日起,中国从南海神狐海域水深1266米海底以下20 -277米的天然气水合物(也即可俗称的“可燃冰”)矿藏实现连续187个小时的稳定产气。

表示,这意味着中国首次、也是全球首次对资源量占比90%以上、开发难度的泥质粉砂型储层可燃冰成功实现试采。

对此,厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强对21世纪经济报道记者分析,这是中国乃至全球可燃冰开采史上的一件大事,但这只是试采,而不是工业化和商业化开采。它的主要意义在于重新唤起全球对可燃冰的关注和重视,吸引更多的国家可燃冰开采技术的投入和攻关。

国土部中国地质调查局副局长李金发预计,20 0年以前,中国将实现可燃冰的商业性开发。

首次试采超出预期

所谓可燃冰在地质上被称为天然气水合物(NaturalGasHydrate),一种由水分子和气体分子组成的类冰状笼形包合物,从中能分离出甲烷(即天然气)。

由于可燃冰因外形酷似冰,因此被称之为冰,又因其可以像固体酒精一样被直接点燃,所以被称为“可燃冰”。

根据科学家较为一致的资源评价,全球天然气的储量为2×10^16立方米,是剩余天然气储量(1.56×10^14立方米)的128倍,是目前热门的非常规天然气资源量(92 万亿立方米)的20多倍,前景广阔,因为被称为“属于未来的能源”。甚至有科学家提出,仅仅是海底的可燃冰储量,就足够人类使用1000年。

具体到中国,南海海域是中国可燃冰主要的分布区,也是中国可燃冰成矿条件和找矿前景的地区、调查研究程度的地区。

此次南海神狐海域天然气水合物试采由国土资源部中国地质调查局负责,中石油集团下属的中国石油海洋工程公司是这次试开采工程的总承包商。

在2016年,地质调查工作人员围绕试采在神狐海域开展钻探站位8个,全部发现可燃冰。

中国地质调查局基础部副主任、试采现场指挥部办公室主任邱海峻解释,“2016年 月,我们正式开始准备可燃冰试开采,当时定下的开钻时间为2017年 月28日,就是说自开始准备至开钻仅有一年时间,如果不是之前持续拼搏积累下海量的地质数据,就不可能按时完成任务。”

中国地质调查局广州海洋地质调查局矿产所水合物室主任、试采工程实施项目负责人陆敬安介绍,勘探显示,神狐海域有11个矿体、面积128平方公里,资源储存量1500亿立方米,相当于1.5亿吨石油储量。

截至5月18日10时,累计产气超过12万立方米,产量达 .5万立方米/天,平均日产1.6万立方米,其中甲烷含量达99.5%,超出了预期目标。

这标志着中国实现了首次试开采的成功。对此,李金发解释,所谓成功试采,每日试采的取气量要达到一万立方米以上,第二是连续产气一周。我们所有的指标都超过了预定目标。所以中国是世界海域天然气水合物开发成功的个国家。

此前,日本于201 年在爱知县东南部的海槽进行了可燃冰试采,但因出砂等技术问题在第6天之后被迫停止,在6天的时间内提取了12万立方米天然气。2017年4月,日本在同一海域进行第二次试采,口试采井累计产气 .5万立方米,5月15日再次因出砂问题而中止产气。

所谓出砂即油气水井在生产过程中,由于生产压差过大、砂岩油气层岩石胶结疏松等原因,使地层砂流入井筒,堵塞油气通道,造成油气井停产的现象。

对此,广州海洋地质调查局前总工程师黄永祥对21世纪经济报道记者分析,“相比日本在试采的时遇到了试验储层有细砂的问题,我们比较幸运。我们的试验储层主要是特别细小的泥质粉砂,很容易被过滤掉,不会堵塞出气管道。”

黄永祥解释,从技术装备的水平来看,我们与世界同步,但没有充分的理由说我们的技术装备水平就一定比日本更高。

商业化开采之路依然遥远

值得关注的是,此次试采做到了安全生产和环境友好,而安全和环境问题通常被认为是可燃冰开采的重大挑战。

此次的试采方案,一方面根据水合物区海底地形地貌特征、工程地质特征、水合物储层特征,通过合理设计井位及降压方案,从工程设计上避免发生甲烷泄漏所引发的环境问题和灾害问题。

另一方面,通过布设海底地形、气体渗漏等监测设备,构建了海水-海底-井下一体化环境安全监测体系,实现对温度、压力、甲烷浓度及海底稳定性参数的实时、全过程监测。

对此,国土部中国地质调查局局长钟自然表示,本次可燃冰试采成功,一方面,可以检验我们前期形成的理论技术和装备体系的科学性;另一方面,通过开展大规模专业高难度的联合科技攻关,可以促使技术人员迅速掌握深海进入、深海探测和深海开发技术,推进可燃冰资源商业性开发的进程。

“我们这次试采成功只能算是初步成功,按照每天一万立方米以上的产能是成功的。如果是每天2万立方米或者更高的的目标,是否还能做到安全生产和环境友好,还存在很多的不确定性。”林伯强分析。

李金发透露,下一步,试开采团队将继续在附近海域进行2- 个不同矿区和类别的试开采工作,积累经验,为在20 0年前进行可燃冰商业开发打下基础。

黄永祥介绍,一般来说,在一个试验储层达到预期生产时间和产量的试采目标之后,不会继续投入试采。虽然这次没有公布试采的成本,但预计资金投入规模很大。

值得注意的是,中国可燃冰开发前景广阔。根据2016年发布的《中国能源矿产地质调查报告》统计,中国可燃冰预测远景资源量超1000亿吨油当量,前景诱人。

资料显示,中国可燃冰主要分布在南海海域、东海海域、青藏高原冻土带以及东北冻土带。

根据中石油的粗略估算,其资源量分别约为64.97×10^12立方米、 . 8×10^12立方米、12.5×10^12立方米和2.8×10^12立方米。

其中,南海北部陆坡的可燃冰资源量达到185亿吨油当量,相当于南海深水勘探已探明的油气地质储备的6倍,达到中国陆上石油总量的50%。

“我们的可燃冰开采装备和技术还有待突破,未来还要研发专门的可燃冰开采技术和钻井船舶装备以及防止甲烷泄漏和海底塌方的技术。”黄永祥分析。

林伯强指出,可燃冰商业化之路还比较遥远,这也是此次试采成功并没有在国际上引起巨大反响的原因之一,因为大家都知道可燃冰商业化开采的难度之大。

中国工程院金庆焕院士曾经在国家能源局和中国工程院举办的第二届能源论坛上表示,基于中国可燃冰调查研究和技术储备的现状,结合国外可燃冰试开采的进展,判断2020年前后能够实现可燃冰开采技术和装备的突破,完成可燃冰的工业化起步,20 0年前后可能实现可燃冰的商业化开采。

资料显示,国际上主流的可燃冰开发方法,主要有热激发法、减压法、化学实际注入法、固体开采法、二氧化碳致换法以及多种开发模式组合,但这些方法还存在生产效率低、开采条件要求高、所有材料昂贵和环境风险大的问题,需要进一步完善。

“可燃冰开发技术和装备是一种面向未来的储备,单靠一个国家很大实现根本性突破。只有当越来越多的国家加入到可燃冰技术的研究当中,才有可能实现质变。”林伯强分析。(来源: 中国工业网)

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