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我国首次海域可燃冰试采成功

2017-05-19 09:26 来源:
编辑:yangliu

“蓝鲸一号”钻探平台上喷出的火焰,“蓝鲸一号”是个净重超过43000吨、37层楼高的庞然大物,今年2月刚刚“诞生”,就投入了这项试采任务

人工合成的可燃冰,国土资源部天然气水合物重点实验室提供

A07版

5月18日,我国南海神狐海域天然气水合物(又称“可燃冰”)试采实现连续187个小时的稳定产气。这是我国首次实现海域可燃冰试采成功,将对能源生产和消费革命产生深远影响。

天然气水合物储量巨大,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。

下一步,试开采团队将继续在附近海域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。

■答疑解惑

可燃冰是啥?

   可燃冰,也就是我们所说的天然气水合物,就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。从外形上看上去,可燃冰就像是白色或浅灰色的冰雪晶体。这时候如果有火源,它就可以像固体酒精一样被点燃,所以被称为“可燃冰”。

能够做什么?

   可燃冰是天然气和水结合在一起的固体化合物,外形与冰相似。由于含有大量甲烷等可燃气体,因此极易燃烧。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”。

有什么特点?

   可燃冰的最大特点就是能量密度高。它占用体积小,却蕴含大量的能量。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。如果将同等体积的固体酒精和可燃冰同时点燃,可燃冰的燃烧时间远远长于同体积的固体酒精。可燃冰就像《变形金刚》中机器人争夺的“能量块”,占用体积小,蕴含的能量却不可估量。事实上,1立方米可燃冰可以分解释放出160立方米以上的天然气。

有什么风险?

   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。

■开采难点

怕失压、怕高温

   《天然气地球科学》编辑部主任、研究员郑军卫表示,可燃冰开采的难点,不在于从海底或冻土中把它们采出来,难点在于有序、可控,不发生地质等次生灾害。

郑军卫解释说,天然气水合物即可燃冰,是在高压,同时低温的条件下形成的。一旦失压,或者温度升高,可燃冰就会变成气体,体积急剧增大160多倍。在冻土中,开采难度相对较小。

怕“海底滑坡”

   在海底,有水有岩石,一些淤泥中有可燃冰,一些岩石层中也储存有可燃冰。一旦钻孔密封不好,大量海水灌入,可能造成更大范围内的失稳,大量的温室气体逸出,甚至引发海底滑坡和更大的灾害。

中国石油大学(华东)化学工程学院高大统发表的《可燃冰,离大规模开采还有多远》一文中,引述相关学者的说法时,也提到“海底滑坡”这一陷阱。

郑军卫总结说,所以,可燃冰开采的关键技术还是钻井技术,如果能保证有序、平稳、连续地出天然气,就是大的突破。他初步估计,受技术因素和经济因素的影响,商业开采可燃冰可能还需要10到20年时间。

怕“出砂”问题

   2013年3月,日本深海钻探船“地球号”(Chikyu)进行了全球首次近海可燃冰试采。但试采的第六天,作业人员观察到产水率突然增加,井下压力立刻升高,且产气停止,并明显出砂。由于很难处理这一出砂问题,开采工作中止,作业人员也无法回收井下生产设备。

特别容易分解

   可燃冰的主要成分是甲烷,就是人们日常煮饭时用到的天然气的主要成分。研究人员在实验室用液氮创造低温条件,人工合成的可燃冰纯度较高,没有砂砾,所以,呈雪白色。但在冻土、淤泥、岩石中,可燃冰因为混合了砂砾,其矿产资源外观如同矿石。可以像固体酒精一样被点燃。可燃冰一旦开采出来,如果不储存在液氮中,它就会分解,甲烷气体就会逸出。

可燃冰被各国视为未来石油、天然气的战略性替代能源,是世界瞩目的战略资源,对我国能源安全及经济发展也有着重要意义。”

——试采现场指挥部总指挥叶建良

■数说新闻

   从5月10日起,源源不断的天然气从1200多米的深海底之下200多米的底层中开采上来,点燃了全球最大海上钻探平台“蓝鲸一号”的喷火装置。这是我国首次、也是全球首次对资源量占比90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型储层可燃冰成功实现试采。

南海海域是我国可燃冰最主要的分布区,全国可燃冰资源储存量约相当于1000亿吨油当量,其中有近800亿吨在南海。

试采现场指挥部地质组组长陆敬安说,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,“成功试采意味着这些储量都有望转化成可利用的宝贵能源”。

■发展历程

1998年

   和国际上早在上个世纪60年代就开始勘探、研究可燃冰相比,我国的可燃冰研究起步要晚到1998年,但中国科技工作者只用了不到20年就完成了从空白到赶超的全过程。

2007年

   在神狐海域钻获可燃冰,这使得我国成为继美国、日本、印度之后,第四个通过国家级研发计划在海底钻获可燃冰的国家。

2015年

   我国科技工作者在神狐海域准确定位了两个可燃冰矿体。

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。

2017年

   5月10日9时20分,神狐海域可燃冰试采开始,5小时32分钟后,试采点火成功。截至18日,经试气点火,本次试采已连续产气超过一周,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12万立方米,天然气产量稳定,甲烷含量最高达99.5%。

本组稿件综合新华社、央视、澎湃新闻等

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