5月18日上午10時許,在距離祖國大陸300多公里的我國南海北部神狐海域“藍鯨一號”海上鉆井平臺,國土資源部部長、黨組書記、國家土地總督察姜大明宣布,我國進行的首次可燃冰(天然氣水合物)試采實現連續穩定產氣,取得天然氣水合物試開采的歷史性突破,首次可燃冰試采宣告成功。

　　這是我國、也是世界首次海域天然氣水合物試采成功。南海神狐海域天然氣水合物試采工作由國土資源部中國地質調查局負責,在各方大力協助下,5月10日起,國土資源部中國地質調查局從我國南海神狐海域水深1266米海底以下203-277米的可燃冰礦藏開采出天然氣。

　　截至5月17日15時,總量試采12萬立方米,最高產量達3.5萬立方米/天,平均日產超過1.6萬立方米,其中甲烷含量最高達99.5%,圓滿完成預定目標,實現了理論、技術和工程的重大創新。

　　這一成果對促進我國能源安全保障、優化能源結構,甚至對改變世界能源供應格局,都具有里程碑意義。

　　打開一個可采千年的能源寶庫

　　可燃冰,是甲烷和水分子在低溫高壓下結合的化合物,因形似冰塊卻能燃燒而得名,是一種燃燒值高、清潔無污染的新型能源,分布廣泛而且儲量巨大。1立方米的可燃冰分解后,可釋放出約0.8立方米的水和164立方米的天然氣,能量密度高,資源潛力巨大�？茖W家們估算其資源量相當于全球已探明傳統化石燃料碳總量的兩倍,甚至認為它是能夠滿足人類使用1000年的新能源,是今后替代石油、煤等傳統能源的首選。

　　我國對可燃冰的研究從1995年開始,并于2007年5月成功獲取了可燃冰實物樣品,成為世界上第四個通過國家級開發項目發現可燃冰的國家。

　　2010年底,由廣州海洋地質調查局完成的《南海北部神狐海域天然氣水合物鉆探成果報告》通過終審,科考人員在我國南海北部神狐海域鉆探目標區內,圈定了11個可燃冰礦體,顯現出良好的資源潛力。

　　“海洋六號”入列后,再次深入南海北部區域進行新一輪“精確調查”,調查海域包括瓊東南海域、西沙海域、神狐海域和東沙海域等區域,調查的重點是在南海北部前期勘探的基礎上,圈定重點勘探區域。南海北部神狐海域作為可燃冰富集區,是調查重點之一。

　　據了解,研究人員在140平方公里的鉆探目標區內,圈定的11個可燃冰礦體,含礦區總面積約22平方公里,礦層平均有效厚度約20米,預測儲量約194億立方米；鉆探區水合物富集層位氣體主要為甲烷,其平均含量高達98.1%,主要為微生物成因氣。

　　神狐海域可燃冰儲量還只是我國可燃冰蘊藏量的“冰山一角”。在西沙海槽,科考人員已初步圈出可燃冰分布面積5242平方公里,其資源估算達4.1萬億立方米；在南海其他海域,同樣也有天然氣水合物存在的必備條件。

　　“中國方案”實現歷史性跨越

　　可燃冰儲量豐富,但是如果一直只躺在南海海底,則發揮不了其價值。但因為開采難度巨大,迄今鮮有國家嘗試。

　　我國科學家們認為,試驗性開發的目的,既是對可燃冰開發技術與工藝的檢驗,也是將其轉化為可利用能源的必經之路,對我國能源安全及經濟發展有重要意義。本次試開采是世界上第一次針對粉沙質水合物進行開發試驗,為此海洋地質學家們在試采思路、試采井位選擇、工程地質勘查、關鍵技術和工藝確立、試采平臺優選等諸多方面,都具有中國特色,可以形容為“中國方案”。

　　在此之前,對海域天然氣水合物試采僅在日本實施過,可以借鑒的經驗不多,且日本水合物儲層的滲透性,明顯好于我國。

　　南海神狐海域的天然氣水合物,屬于泥質粉砂型儲層類型,該類型資源量在世界上占比超過90%,是我國主要的儲集類型。此類儲層的開采難度非常大,是日本或其它欲開展試采的國家和技術人員避之不及的。我國首次、也是世界第一次對該類型資源實現安全可控開采,為天然氣水合物廣泛開發利用提供了技術儲備,積累了寶貴經驗,奠定了堅實基礎。

　　針對我國水合物儲層主要為泥質粉砂,并且滲透率低的情況,此次“試采”,采用了水力割縫的方法進行儲層改造。近幾天的測試表明,割縫效果良好,大大提高了地層滲透性。

　　與此同時,通過本次“試采”,我國海洋地質學家們還建立了天然氣水合物“兩期三型”成礦理論,創建了天然氣水合物成藏系統理論,創立了天然氣水合物“三相控制”開采理論；同時中國科學家創造性提出并應用了7項工程技術體系創新:窄密度窗口平衡鉆井技術、深水淺層井口穩定性增強技術、松軟復雜礦體綜合開發技術、低滲速敏儲層改造技術、未固結超細儲層舉升與防砂技術、水合物二次生成預防技術及完井與測試系統集成技術。本次試采,我國實現天然氣水合物勘探開發理論重大突破和天然氣水合物全流程試采核心技術重大突破。

　　“藍鯨一號”托舉世界首次海域試采

　　此次水合物試采作業,大量國產化裝備成功投入應用,充分表明“中國造”已走在世界的前列。首先,必須要點贊的是試采作業最重要的“大國重器”——我國最新研制成功世界最大、鉆井深度最深的海上鉆井平臺“藍鯨一號”。這是目前全球最先進的雙井架半潛式鉆井平臺,可適用于全球任何深海作業。

　　其次,大量擁有自主知識產權工具的成功應用表明,國內石油公司已具有深水工藝及設備研發能力,如完井防砂工藝,已遠遠超過石油工業的防砂極限；完井與測試系統集成裝備,結合水合物試采工程開發與科研需求,為我國水合物開發研究提供科學數據。

　　與此同時,本次開采試驗也為后續研究提出了很多課題,指明了研究方向。下一步重點是研究如何解決本次試驗當中發現的一些問題,并在之后3-5年內開展第二次試采,進一步為商業化開采打好技術鋪墊。

　　比如,試采過程中,由于地層的復雜而導致施工困難很大,測井數據采集需要面對高排量與低排量鉆進之間的矛盾；泥漿比重配值、鉆井安全及地層防漏失問題的協調；地層可動水含量少對測試過程控制造成的困難,以及如何解決長期開采防砂、穩產等。這些都是本次試采遇到的需要通過后續研究而解決的問題。

　　按照國家建設海洋強國和“21世紀海上絲綢之路”的總體部署和要求,堅持以強化近海、拓展遠海、探查深海、引領發展為原則,國土資源部將重點針對水合物試采的關鍵技術和裝備開展后續攻關。在不久的將來,我國會在深海潛器探測水合物技術、高精度水合物探測技術、深海錨系水合物環境監測技術、深海水合物鉆探裝備、深海儀器裝備規范化海上試驗、水合物實驗設備研制、水合物開采理論研究等方面取得新的進展。

　　試采安全、友好、可控、環保

　　由于甲烷是比二氧化碳更高效的溫室氣體,因此天然氣水合物的環境問題一直是人們關心的一個重要問題。我國海域天然氣水合物試采,同樣非常重視環境問題,為此投入人力物力進行了研究。

　　2011年6月-2017年3月,南海水合物環評項目組在神狐水合物區先后共組織了10個航次的野外調查工作,調查內容包括海底工程地質特征、地質災害特征、海底環境監測、海洋生物特征、海水溶解甲烷含量等,基本查明了水合物試采區的海洋環境特征。同時,發展了一系列我國自主產權的水合物環境評價技術,為水合物試采、開發提供了良好基礎。

　　水合物試采的環境問題,主要是試采過程中是否發生不可控的水合物分解,導致甲烷泄漏,從而引起海底滑坡等地質災害,甚至是甲烷泄漏到海洋或者大氣中而引起環境問題。

　　針對這些問題,在試采過程中,一方面要根據水合物區的海底地形地貌、工程地質特征、水合物儲層等特征,通過合理的井位及降壓方案,從工程設計上避免發生甲烷泄漏所引發的環境問題和災害問題。另一方面,通過布設海底地形、氣體滲漏等監測設備,構建海水-海底-井下一體化環境安全監測體系,實現對溫度、壓力、甲烷濃度及海底穩定性參數的實時、全過程監測。

　　監測結果顯示,試采未對周邊大氣和海洋環境造成影響,整個過程安全、友好、可控、環保。

　　可燃冰開采也要沿“一帶一路”走出去

　　我國可燃冰試采成功,預示著我國海洋能源開發利用翻開了新的一頁。常年深耕南海的廣大海洋地質學家們表示,將以全力支撐能源資源安全保障為使命,持續做好天然氣水合物資源勘查與試采工作,推進產業化利用進程。這包括系統總結本次試采經驗,優化試采技術工藝；進一步加大區域勘查力度,落實資源儲量,摸清資源家底；開展多種類型天然氣水合物試采,建立適合我國資源特點的開發利用技術體系；創建國家重點實驗室、工程技術中心等創新平臺,進一步提高天然氣水合物勘探開發和深�？萍紕撔履芰�。

　　可燃冰開采是一個世界性難題,“一帶一路”沿線許多國家都對中國的試采表示了高度關注。

　　參與此次試采的科學家們認為,本次試采克服了低滲粉砂質儲層水合物開采這一世界性難題。作為世界上儲量最大的一類水合物礦體,低滲粉砂質儲層水合物礦藏,在海上絲綢之路沿線國家的大陸邊緣廣泛分布。其中很多國家,比如印度、巴基斯坦等,它們對天然氣水合物資源開發有強烈的需求。我國現在掌握了這一技術,將來可以考慮對海上絲綢之路周邊國家進行技術輸出,有利于解決“一帶一路”利益共同體的資源和能源問題,也有利于推動“一帶一路”利益共同體的經濟發展和融合。