提起能源，人們想到的往往是煤、油、氣點(diǎn)燃的火炬而不會(huì)是冷冷的冰塊，但中國(guó)科技工作者已經(jīng)可以將蘊(yùn)藏在海底的“冰塊”點(diǎn)燃成熊熊燃燒的火焰，讓“冰火交融”從夢(mèng)想變成現(xiàn)實(shí)。 從5月10日起，源源不斷的天然氣從1200多米的深海底之下200多米的底層中開(kāi)采上來(lái)，點(diǎn)燃了全球最大海上鉆探平臺(tái)“藍(lán)鯨一號(hào)”的噴火裝置。這是我國(guó)首次、也是全球首次對(duì)資源量占比90%以上、開(kāi)發(fā)難度最大的泥質(zhì)粉砂型儲(chǔ)層可燃冰成功實(shí)現(xiàn)試采。這次試采不僅對(duì)我國(guó)未來(lái)的能源安全保障、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)具有重要意義，甚至可能給世界能源接替研發(fā)格局帶來(lái)改變。不過(guò)，我國(guó)實(shí)現(xiàn)可燃冰的商業(yè)性開(kāi)發(fā)，還很遙遠(yuǎn)。
中國(guó)首次海域可燃冰試采成功。
國(guó)土資源部部長(zhǎng)姜大明5月18日對(duì)外宣布，5月10日起，我國(guó)從南海神狐海域水深1266米海底以下203-277米的天然氣水合物（也即可俗稱(chēng)的“可燃冰”）礦藏實(shí)現(xiàn)連續(xù)187個(gè)小時(shí)的穩(wěn)定產(chǎn)氣。
姜大明表示，這意味著我國(guó)首次、也是全球首次對(duì)資源量占比90%以上、開(kāi)發(fā)難度最大的泥質(zhì)粉砂型儲(chǔ)層可燃冰成功實(shí)現(xiàn)試采。
對(duì)此，廈門(mén)大學(xué)中國(guó)能源政策研究院院長(zhǎng)林伯強(qiáng)對(duì)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者分析，這是中國(guó)乃至全球可燃冰開(kāi)采史上的一件大事，但這只是試采，而不是工業(yè)化和商業(yè)化開(kāi)采。它的主要意義在于重新喚起全球?qū)扇急年P(guān)注和重視，吸引更多的國(guó)家可燃冰開(kāi)采技術(shù)的投入和攻關(guān)。
國(guó)土部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局副局長(zhǎng)李金發(fā)預(yù)計(jì)，2030年以前，我國(guó)將實(shí)現(xiàn)可燃冰的商業(yè)性開(kāi)發(fā)。
首次試采超出預(yù)期
所謂可燃冰在地質(zhì)上被稱(chēng)為天然氣水合物（Natural Gas Hydrate），一種由水分子和氣體分子組成的類(lèi)冰狀籠形包合物，從中能分離出甲烷（即天然氣）。
由于可燃冰因外形酷似冰，因此被稱(chēng)之為冰，又因其可以像固體酒精一樣被直接點(diǎn)燃，所以被稱(chēng)為“可燃冰”。
根據(jù)科學(xué)家較為一致的資源評(píng)價(jià)，全球天然氣的儲(chǔ)量為2×10^16立方米，是剩余天然氣儲(chǔ)量（1.56×10^14立方米）的128倍，是目前最熱門(mén)的非常規(guī)天然氣資源量（923萬(wàn)億立方米）的20多倍，前景廣闊，因?yàn)楸环Q(chēng)為“屬于未來(lái)的能源”。甚至有科學(xué)家提出，僅僅是海底的可燃冰儲(chǔ)量，就足夠人類(lèi)使用1000年。
具體到中國(guó)，南海海域是我國(guó)可燃冰最主要的分布區(qū)，也是我國(guó)可燃冰成礦條件和找礦前景最好的地區(qū)、調(diào)查研究程度最高的地區(qū)。
此次南海神狐海域天然氣水合物試采由國(guó)土資源部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局負(fù)責(zé)，中石油集團(tuán)下屬的中國(guó)石油海洋工程公司是這次試開(kāi)采工程的總承包商。
在2016年，地質(zhì)調(diào)查工作人員圍繞試采在神狐海域開(kāi)展鉆探站位8個(gè)，全部發(fā)現(xiàn)可燃冰。
中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局基礎(chǔ)部副主任、試采現(xiàn)場(chǎng)指揮部辦公室主任邱海峻解釋?zhuān)?016年3月，我們正式開(kāi)始準(zhǔn)備可燃冰試開(kāi)采，當(dāng)時(shí)定下的開(kāi)鉆時(shí)間為2017年3月28日，就是說(shuō)自開(kāi)始準(zhǔn)備至開(kāi)鉆僅有一年時(shí)間，如果不是之前持續(xù)拼搏積累下海量的地質(zhì)數(shù)據(jù)，就不可能按時(shí)完成任務(wù)。”
中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局礦產(chǎn)所水合物室主任、試采工程實(shí)施項(xiàng)目負(fù)責(zé)人陸敬安介紹，勘探顯示，神狐海域有11個(gè)礦體、面積128平方公里，資源儲(chǔ)存量1500億立方米，相當(dāng)于1.5億噸石油儲(chǔ)量。
截至5月18日10時(shí)，累計(jì)產(chǎn)氣超過(guò)12 萬(wàn)立方米，最高產(chǎn)量達(dá)3.5萬(wàn)立方米/天，平均日產(chǎn)1.6萬(wàn)立方米，其中甲烷含量最高達(dá)99.5%，超出了預(yù)期目標(biāo)。
這標(biāo)志著我國(guó)實(shí)現(xiàn)了首次試開(kāi)采的成功。對(duì)此，李金發(fā)解釋?zhuān)^成功試采，第一每日試采的取氣量要達(dá)到一萬(wàn)立方米以上，第二是連續(xù)產(chǎn)氣一周。我們所有的指標(biāo)都超過(guò)了預(yù)定目標(biāo)。所以我國(guó)是世界海域天然氣水合物開(kāi)發(fā)成功的第一個(gè)國(guó)家。
此前，日本于2013年在愛(ài)知縣東南部的海槽進(jìn)行了可燃冰試采，但因出砂等技術(shù)問(wèn)題在第6天之后被迫停止，在6天的時(shí)間內(nèi)提取了12萬(wàn)立方米天然氣。2017年4月，日本在同一海域進(jìn)行第二次試采，第一口試采井累計(jì)產(chǎn)氣3.5萬(wàn)立方米，5月15日再次因出砂問(wèn)題而中止產(chǎn)氣。
所謂出砂即油氣水井在生產(chǎn)過(guò)程中，由于生產(chǎn)壓差過(guò)大、砂巖油氣層巖石膠結(jié)疏松等原因，使地層砂流入井筒，堵塞油氣通道，造成油氣井停產(chǎn)的現(xiàn)象。
對(duì)此，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局前總工程師黃永祥對(duì)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者分析，“相比日本在試采的時(shí)遇到了試驗(yàn)儲(chǔ)層有細(xì)砂的問(wèn)題，我們比較幸運(yùn)。我們的試驗(yàn)儲(chǔ)層主要是特別細(xì)小的泥質(zhì)粉砂，很容易被過(guò)濾掉，不會(huì)堵塞出氣管道。”
黃永祥解釋?zhuān)瑥募夹g(shù)裝備的水平來(lái)看，我們與世界同步，但沒(méi)有充分的理由說(shuō)我們的技術(shù)裝備水平就一定比日本更高。
商業(yè)化開(kāi)采之路依然遙遠(yuǎn)
值得關(guān)注的是，此次試采做到了安全生產(chǎn)和環(huán)境友好，而安全和環(huán)境問(wèn)題通常被認(rèn)為是可燃冰開(kāi)采的重大挑戰(zhàn)。
此次的試采方案，一方面根據(jù)水合物區(qū)海底地形地貌特征、工程地質(zhì)特征、水合物儲(chǔ)層特征，通過(guò)合理設(shè)計(jì)井位及降壓方案，從工程設(shè)計(jì)上避免發(fā)生甲烷泄漏所引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題和災(zāi)害問(wèn)題。
另一方面，通過(guò)布設(shè)海底地形、氣體滲漏等監(jiān)測(cè)設(shè)備，構(gòu)建了海水-海底-井下一體化環(huán)境安全監(jiān)測(cè)體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、甲烷濃度及海底穩(wěn)定性參數(shù)的實(shí)時(shí)、全過(guò)程監(jiān)測(cè)。
對(duì)此，國(guó)土部中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局局長(zhǎng)鐘自然表示，本次可燃冰試采成功，一方面，可以檢驗(yàn)我們前期形成的理論技術(shù)和裝備體系的科學(xué)性；另一方面，通過(guò)開(kāi)展大規(guī)模專(zhuān)業(yè)高難度的聯(lián)合科技攻關(guān)，可以促使技術(shù)人員迅速掌握深海進(jìn)入、深海探測(cè)和深海開(kāi)發(fā)技術(shù)，推進(jìn)可燃冰資源商業(yè)性開(kāi)發(fā)的進(jìn)程。
“我們這次試采成功只能算是初步成功，按照每天一萬(wàn)立方米以上的產(chǎn)能是成功的。如果是每天2萬(wàn)立方米或者更高的的目標(biāo)，是否還能做到安全生產(chǎn)和環(huán)境友好，還存在很多的不確定性?！绷植畯?qiáng)分析。
李金發(fā)透露，下一步，試開(kāi)采團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)在附近海域進(jìn)行2-3個(gè)不同礦區(qū)和類(lèi)別的試開(kāi)采工作，積累經(jīng)驗(yàn)，為在2030年前進(jìn)行可燃冰商業(yè)開(kāi)發(fā)打下基礎(chǔ)。
黃永祥介紹，一般來(lái)說(shuō)，在一個(gè)試驗(yàn)儲(chǔ)層達(dá)到預(yù)期生產(chǎn)時(shí)間和產(chǎn)量的試采目標(biāo)之后，不會(huì)繼續(xù)投入試采。雖然這次沒(méi)有公布試采的成本，但預(yù)計(jì)資金投入規(guī)模很大。
值得注意的是，中國(guó)可燃冰開(kāi)發(fā)前景廣闊。根據(jù)2016年發(fā)布的《中國(guó)能源礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查報(bào)告》統(tǒng)計(jì)，我國(guó)可燃冰預(yù)測(cè)遠(yuǎn)景資源量超1000億噸油當(dāng)量，前景誘人。
資料顯示，我國(guó)可燃冰主要分布在南海海域、東海海域、青藏高原凍土帶以及東北凍土帶。
根據(jù)中石油的粗略估算，其資源量分別約為64.97×10^12立方米、3.38×10^12立方米、12.5×10^12立方米和2.8×10^12立方米。
其中，南海北部陸坡的可燃冰資源量達(dá)到185億噸油當(dāng)量，相當(dāng)于南海深水勘探已探明的油氣地質(zhì)儲(chǔ)備的6倍，達(dá)到我國(guó)陸上石油總量的50%。
“我們的可燃冰開(kāi)采裝備和技術(shù)還有待突破，未來(lái)還要研發(fā)專(zhuān)門(mén)的可燃冰開(kāi)采技術(shù)和鉆井船舶裝備以及防止甲烷泄漏和海底塌方的技術(shù)?！秉S永祥分析。
林伯強(qiáng)指出，可燃冰商業(yè)化之路還比較遙遠(yuǎn)，這也是此次試采成功并沒(méi)有在國(guó)際上引起巨大反響的原因之一，因?yàn)榇蠹叶贾揽扇急虡I(yè)化開(kāi)采的難度之大。
中國(guó)工程院金慶煥院士曾經(jīng)在國(guó)家能源局和中國(guó)工程院舉辦的第二屆能源論壇上表示，基于我國(guó)可燃冰調(diào)查研究和技術(shù)儲(chǔ)備的現(xiàn)狀，結(jié)合國(guó)外可燃冰試開(kāi)采的進(jìn)展，判斷2020年前后能夠?qū)崿F(xiàn)可燃冰開(kāi)采技術(shù)和裝備的突破，完成可燃冰的工業(yè)化起步，2030年前后可能實(shí)現(xiàn)可燃冰的商業(yè)化開(kāi)采。
資料顯示，國(guó)際上主流的可燃冰開(kāi)發(fā)方法，主要有熱激發(fā)法、減壓法、化學(xué)實(shí)際注入法、固體開(kāi)采法、二氧化碳致?lián)Q法以及多種開(kāi)發(fā)模式組合，但這些方法還存在生產(chǎn)效率低、開(kāi)采條件要求高、所有材料昂貴和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)大的問(wèn)題，需要進(jìn)一步完善。
“可燃冰開(kāi)發(fā)技術(shù)和裝備是一種面向未來(lái)的儲(chǔ)備，單靠一個(gè)國(guó)家很大實(shí)現(xiàn)根本性突破。只有當(dāng)越來(lái)越多的國(guó)家加入到可燃冰技術(shù)的研究當(dāng)中，才有可能實(shí)現(xiàn)質(zhì)變?！绷植畯?qiáng)分析。
