据一田资源网了解,据媒体去年12月31日报道,近日由国土资源部广州海洋地质调查局完成的《南海北部神狐海域天然气水合物钻探成果报告》(下称《报告》)显示,科考人员在中国南海北部神狐海域钻探目标区内,圈定11个“可燃冰”矿体,预测天然气储量约为194亿立方米。
“可燃冰”是天然气水合物的俗称,是近20年来在海洋和冻土带发现的新型洁净能源。可燃冰的能量密度是煤的10倍,而且燃烧后不产生任何残渣和废气。
在中国地质调查局部署下,我国从1999年起对可燃冰开展实质性的调查。2007年4月至6月,广州海洋地质调查局租用外国钻探船在神狐海域实施了钻探工程,成功钻获了“可燃冰”实物样品。
广州海洋地质调查局矿产所副所长、教授级高级工程师梁金强在接受本报专访时解释说:“通常1立方米的可燃冰,在常温常压下,最高可分解出接近170立方米的甲烷气体。”梁金强乐观地表示,此次钻探发现的可燃冰矿藏面积仅为22平方公里,估算天然水合物气体储量约为194亿立方米,显示出良好的天然气资源潜力。
据悉,此次科考仅涉及南海北部神狐海域约140平方公里的目标区,发现含矿区总面积约22平方公里。而中国尚待钻探证实的可燃冰富集区还有很多,我国的南海北部、西部和南部陆坡以及东海陆坡等海域均具有巨大的可燃冰资源潜力,有待进一步加强勘探评价。
海洋“可燃冰”开采第一井
梁金强介绍说,由于可燃冰富集在水深几百米以上的海底沉积物中,钻探船除了具备深水钻探能力外,还需要具备钻探取心、测井、样品处理及测试分析等方面的综合配套能力,特别是针对可燃冰的保压取心装备及相关技术,目前仅有极少数的国家掌握。
南海可燃冰钻探,租用的是荷兰一家公司的钻探船“Bavenit”号,它是目前世界上能进行可燃冰钻探取样作业的少数钻探船之一。该船在1985由芬兰建造,船籍国为俄罗斯,船长85.8米,排水量5300吨,续航能力28天,最大作业水深3000米。主要用于海洋地质工程钻探调查,曾经作业海域包括北海、黑海、印度洋、远东、中东、地中海和西非等海域。
然而,海上水合物钻探,不可预测因素太多,给科考人员带来极大挑战。“在钻探第一口井时遇到的问题特别多,钻探中出现的情况比我们能想象的还要复杂。”可燃冰取样成功
第一口井原计划在2007年4月24日清晨5点10分进行先导孔钻探,但科考人员发现,由于钻探位置的海底表层沉积物较松软,造成钻探基座急剧倾斜,大于允许的倾斜角度,多次尝试后仍无法平衡钻探,施工存在安全隐患。于是,现场决定移动井位。没想到的是,更大的阻碍出现了:钻探压力补偿系统出现故障,需要停钻维修。
当时有两种意见,一种认为钻探深度已经达到210米,由于沉积物较软,可以继续钻探,达到建议的完钻深度后再进行维修;另一种意见认为如果继续钻探,将会造成该系统完全损坏。经过双方沟通,为了安全起见,科考人员决定停钻维修,整整耽搁了12个小时。实际上,在钻探实施过程中随时会出现各种预想不到的问题和困难,需要科考人员临时决策处置。
“天然气水合物取样是世界性难题,特别是水合物层段取心的成功率普遍较低。所幸通过中外科学家通力合作,终于在第一口井成功钻取到样品。”
2007年4月至6月,科考人员分别在3个站位钻获可燃冰实物样品,实现可燃冰资源调查研究的重大突破。中国成为继美国、日本、印度之后,第4个通过国家级研发计划采到水合物实物样品的国家。
在钻探完成之后,科考人员大约花了2年时间进行了钻后综合研究工作,充分利用钻探区地质、地球物理以及地球化学等多信息手段,开展水合物成矿地质条件、测井评价、储层描述及储量估算等方面的研究工作,在钻探区共圈定了11个可燃冰矿体,矿藏总面积达22平方公里。
尚未成熟的开采技术
“具体到可燃冰开采层面,确实面临很多问题,包括开发本身技术问题和开发过程中所面临的环境控制等诸多问题。”梁金强分析说,中国可燃冰的开发,应该遵循勘探评价——开采试验——商业化开发的路径,同时,注重相关阶段技术研发和创新突破,下阶段应进一步开展详细的勘探评价,并加强开采技术方法及装备的研发,一旦技术成熟,环境可控,成本又能降下来,那么距离可燃冰的商业开发就不远了。“根据国内外技术发展趋势,预计2020年之前有望实现我国海域可燃冰试点开采,最快到2030年有望实现商业性开发。”
国外发达国家的可燃冰发展速度进程表,比中国提早约15年。
目前为止,世界上唯一一个实现水合物开发的地方是位于俄罗斯西伯利亚冻土带的梅索亚哈气田,美国、加拿大也已经在陆地冻土带成功实现试开采,陆上开采技术将逐渐成熟,但是我国至今仍没有进行陆地可燃冰试开采。相比而言,海洋可燃冰开采从技术层面看要比陆地困难得多,主要差异是在海洋中要考虑海水因素,可燃冰一般分布在水深300米以上的海域,在南海钻探发现可燃冰的地方,水深大约在1000米左右。由于海水的存在,哪怕是水深相差100米甚至更小,对技术的要求都是不一样的。
记者查阅资料后发现,从20世纪60年代前苏联发现麦索雅哈气田至今,天然气水合物的开发思路基本上都是首先考虑如何使蕴藏在沉积物中的天然气水合物分解,然后再将天然气采至地面。一般来说,人为地打破天然气水合物稳定存在的温度压力条件,造成其分解,是目前开发天然气水合物中甲烷资源的主要思路。此外,目前科学家已经着手开展可燃冰与二氧化碳置换技术研究,其目的不仅可以更加科学合理开发可燃冰资源,而且起到减排二氧化碳,保护地球环境的重要作用。
许多发达国家如美国、日本、韩国等正在加紧研究海洋可燃冰开发技术。目前正在进行的海域可燃冰试采计划有两个,一个是自2005年开始实施的美国天然气水合物研发计划“墨西哥湾天然气水合物联合工业项目(JIP)”,另一个是日本“21世纪水合物研究开发计划 (MH21)”,预计从2009至2015年实施两口近海天然气水合物开采测试井。上述两个项目至今未见成功试采的报道。
(本文来源:外滩画报 作者:周一妍)