人民日报谈“可燃冰试采成功”:打开了一个千年宝库
导读
人民日报谈"可燃冰试采成功":打开了一个千年宝库
我国成全球开采可燃冰第一国!100升可让汽车行驶5万公里,能源革命在即
一张图看懂可燃冰:预计可能在2020年突破开发技术
人民日报谈"可燃冰试采成功":打开了一个千年宝库
17日,“蓝鲸一号”海上钻井平台可燃冰开采现场。广州海洋地质调查局供图
可燃冰又称天然气水合物,是一种甲烷和水分子在低温高压情况下结合在一起的化合物,被看作是有望取代煤、石油的新能源。
勘探显示,南海神狐海域有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。
原标题:打开一个可采千年的宝库
从5月10日起,国土资源部中国地质调查局从我国南海神狐海域水深1266米海底以下203—277米的可燃冰矿藏开采出天然气。截至5月17日15时,总量试采12万立方米,最高产量达3.5万立方米/天,平均日产超过1.6万立方米,其中甲烷含量最高达99.5%。
这是我国首次海域可燃冰试采成功,这一成果对促进我国能源安全保障、优化能源结构,甚至对改变世界能源供应格局,都具有里程碑意义。
神狐海域可燃冰储量只是我国可燃冰蕴藏量的冰山一角
直升机从珠海九州机场起飞,飞行约90分钟,远远就见到蔚蓝的海面中巍然伫立着的37层楼高的钻井平台,这里就是我国首次完成可燃冰调查的神狐海域,也是我国首次进行可燃冰试采的海域。
“对于海洋可燃冰的研究,我国是从1995年开始的,并于2007年5月成功获取了可燃冰实物样品,成为世界上第四个通过国家级开发项目发现可燃冰的国家。”试采现场指挥部总指挥叶建良介绍说。
可燃冰,又称天然气水合物,它是一种甲烷和水分子在低温高压的情况下结合在一起的化合物,因形似冰块却能燃烧而得名,是一种燃烧值高、清洁无污染的新型能源,分布广泛而且储量巨大。1立方米的可燃冰分解后可释放出约0.8立方米的水和164立方米的天然气,能量密度高,资源潜力巨大,估算其资源量相当于全球已探明传统化石燃料碳总量的两倍,科学家们甚至认为它是能够满足人类使用1000年的新能源,是今后替代石油、煤等传统能源的首选。
2010年底,由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》通过终审,科考人员在我国南海北部神狐海域钻探目标区内圈定11个可燃冰矿体,显现出良好的资源潜力。“海洋六号”入列后,再次深入南海北部区域进行新一轮精确调查,调查海域包括琼东南海域、西沙海域、神狐海域和东沙海域等区域,调查的重点是在南海北部前期勘探的基础上圈定重点勘探区域。
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”。
神狐海域可燃冰储量还只是我国可燃冰蕴藏量的“冰山一角”。在西沙海槽,科考人员已初步圈出可燃冰分布面积5242平方公里;在南海其他海域,同样也有天然气水合物存在的必备条件……
此次试采实现了勘查开发理论、技术、工程、装备的完全自主创新
可燃冰储量丰富,但是如果一直只躺在南海海底,则发挥不了其价值。但可燃冰开采难度巨大,迄今鲜有国家尝试。
全球可燃冰研发活跃的国家主要有中国、美国、日本、加拿大、韩国和印度等。其中,美国、加拿大在陆地上进行过试采,但效果不理想。日本于2013年在其南海海槽进行了海上试采,但因出砂等技术问题失败。2017年4月日本在同一海域进行第二次试采,第一口试采井累计产气3.5万立方米,5月15日再次因出砂问题而中止产气。
“此次试采实现了中国可燃冰勘查开发理论、技术、工程、装备的完全自主创新,在这一领域实现了从跟跑到领跑的跨越。” 叶建良介绍。
“通过这次试采,中国实现了可燃冰全流程试采核心技术的重大突破,形成了国际领先的新型试采工艺。”试采现场指挥部办公室副主任谢文卫说。
南海神狐海域的天然气为水合物泥质粉砂型储层类型,该类型资源量在世界上占比超过90%,也是我国主要的储集类型。这是我国也是世界第一次成功实现该类型资源安全可控开采,为可燃冰广泛开发利用提供了技术储备,积累了宝贵经验。谢文卫介绍,“我们提出‘地层流体抽取试采法’,有效解决了储层流体控制与可燃冰稳定持续分解难题。我们成功研发了储层改造增产、可燃冰二次生成预防、防砂排砂等开采测试关键技术,其中很多技术都超出了石油工业的防砂极限。”
本次试开采是世界上第一次针对粉砂质水合物进行开发试验,为此海洋地质学家们在试采思路、井位选择、工程地质勘查、关键技术和工艺确立、试采平台优选等诸多方面,都具有中国特色,可以称之为“中国方案”。
在试采作业中,大量国产化装备成功投入应用,充分表明“中国造”已走在世界的前列。
首先,必须要点赞的是试采作业最重要的“大国重器”——我国最新研制成功世界最大、钻井深度最深的海上钻井平台“蓝鲸一号”,这个净重超过43000吨、37层楼高的庞然大物今年2月刚“诞生”,就从中国烟台起航,于3月28日抵达神狐海域实施试采。“蓝鲸一号”是目前全球最先进的双井架半潜式钻井平台,可适用于全球任何深海作业。
其次,大量拥有自主知识产权工具的成功应用,表明国内石油公司已具有深水工艺及设备研发能力,如完井防砂工艺,已远远超过石油工业的防砂极限;完井与测试系统集成装备,结合可燃冰试采工程开发与科研需求,为我国可燃冰开发研究提供科学数据。
监测结果显示,试采过程安全、友好、可控、环保
试采可燃冰,外界一直有一个疑问,就是会不会对周边海域的环境造成影响。
由于甲烷是比CO2更高效的温室气体,因此可燃冰的环境问题一直是人们关心的一个重要问题。我国进行海域可燃冰试采,同样非常重视环境问题,为此投入人力物力进行了研究。
2011年6月至2017年3月,南海水合物环评项目组在南海神狐水合物区先后共组织了10个航次的野外调查工作,对试采区进行了多年系统调查,调查内容包括海底工程地质特征、地质灾害特征、海底环境监测、海洋生物特征、海水溶解甲烷含量、海水物理化学及水文特征、海表大气甲烷含量特征等,基本查明了可燃冰试采区的海洋环境特征,同时,发展了一系列我国自主产权的环境评价技术,为可燃冰试采、开发提供了良好基础。
可燃冰试采的环境问题,主要是试采过程中是否发生不可控的可燃冰分解,导致甲烷泄漏,从而引起海底滑坡等地质灾害,甚至是甲烷泄漏到海洋或者大气中而引起环境问题。针对这些问题,在试采过程中,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。监测结果显示试采未对周边大气和海洋环境造成影响,整个过程安全、友好、可控、环保。
本次开采试验还为后续研究提出了很多课题。下一步重点是研究如何解决本次试验当中发现的一些问题,并在之后3—5年内开展第二次试采,进一步为商业化开采做好技术准备。
我国成全球开采可燃冰第一国!100升可让汽车行驶5万公里,能源革命在即
根据测算,中国可燃冰的资源潜力约800亿吨油当量,相当于沙特目前可探明石油储量的1.25倍以上,光是陆域远景资源量,就可供中国使用近90年。
中国能源开发再次取得突破。中国已成为全球第一个实现在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。而根据测算,中国可燃冰的资源潜力约800亿吨油当量,相当于沙特目前可探明石油储量的1.25倍以上,陆域远景资源量至少有350亿吨油当量,可供中国使用近90年。
国土资源部中国地质调查局周四(5月18日)宣布,我国正在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功,这也标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。
中国地质调查局副总工程师、天然气水合物试采现场总指挥叶建良表示,从5月10日正式出气试点火成功,到周四为止,已经连续开采八天了,日产超过一万方以上,最高日产达到了3.5万方,这种连续稳定的出气,达到了原来预定的目标。
国土资源部中国地质调查局副局长李金发表示,这一次天然气水合物的试开采成功,是优先抢占了领跑和技术高地,实现了我国在天然气水合物开发上的领跑。
它将会是继美国引领页岩气革命之后的,由我国引领的天然气水合物革命,将会推动整个世界能源利用格局的改变。
周四中午,中共中央、国务院对海域天然气水合物试采成功发去贺电。
国务院贺电全文
实际上,除了海底,科学家在大陆的永久冻土带也发现了可燃冰。我国是世界上第一个在中高纬度高原冻土带钻获可燃冰实物样品的国家。早在2013年,国土资源部就宣布,在青海省完成我国首个可燃冰项目采集工作。
可燃冰是什么?
可燃冰,学名天然气水合物(Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate),是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作"可燃冰"或者"固体瓦斯"和"气冰"。
可燃冰具有使用方便、燃烧值高、清洁无污染等特点,储量巨大,所含有机碳资源总量相当于全球已知煤、石油和天然气总量的两倍,被国际公认为石油、天然气的接替能源,是公认的尚未开发的最大新型能源。
根据测算,1立方米可燃冰可以分解释放出160立方米以上的天然气。以汽车为例,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。
可燃冰储量分布
在世界上,可燃冰的研究早在上世纪六十年代就已经开始。截至目前,全世界直接或间接地发现的可燃冰矿点超过200多处。
而早在2013年底,长江证券(000783)研报分析,全球已公开发表并确证的以及推测的天然气水合物产地达155处,其中的39处由钻井岩芯取样确证,其余116处则是根据BSR(拟海底反射层)及地球化学资料推测的;可燃冰在世界范围内分布广泛,以分布的地理命名则分为"海域可燃冰"和"陆域可燃冰",主要分布在世界三大洋的近海海底、大陆冻土带及内陆湖海中。
美国地质调查局的科学家卡文顿曾预测,约27%面积的陆地区域和90%面积的海洋区域具备可燃冰形成的条件,全球的冻土和海洋中可燃冰的储量在3114万亿立方米到763亿亿立方米,全部可燃冰所含有机碳的总资源量相当于全球已知煤、石油和天然气的2倍、剩余天然气储量的128倍,是世界尚未开发的已知的储量最大的替代能源。
此外,研报认为,中国可燃冰储量十分丰富。我国可燃冰的资源潜力约800亿吨油当量,是我国常规天然气资源量的两倍,可供中国使用200年。而目前石油储量排名第一的沙特,可探明储油量则为355亿吨。
根据研究,我国可燃冰主要分布在青藏高原的羌塘盆地和南海大陆坡及其深海。据科学家粗略估算,我国陆域远景资源量至少有350亿吨油当量,可供中国使用近90年。其中:
青海省储量约占总储量的四分之一。青藏高原羌塘盆地多年冻土区也具有可燃冰形成的温度和压力条件,是最有前景的找矿远景区。
南海的可燃冰资源量大约为640亿吨油当量。
黑龙江冻土区和黄海、东海大陆坡也都可能存在储量巨大的可燃冰。
考虑到全球蕴藏的常规石油天然气资源消耗巨大,很快就会枯竭。科学家的评价结果表明,仅在海底区域,可燃冰的分布面积就达4000万平方公里,占地球海洋总面积的1/4。
科学家估计,海底可燃冰的储量至少够人类使用1000年。
可燃冰开发面临三重难题
鉴于可燃冰的广阔前景,多个国家都在积极开展可燃冰研究,但截至目前,仍面临多个难题。
首先,因绝大部分可燃冰埋藏于海底,所以可燃冰开采难度十分巨大。目前,日本、加拿大等国都在加紧对这种未来能源进行试开采尝试,但都因种种原因未能实现或未达到连续产气的预定目标。
其中,2013年日本曾尝试进行过海域天然气水合物的试开采工作,虽然成功出气,但六天之后,由于泥沙堵住了钻井通道,试采被迫停止。
而根据央视报道,在地球上,绝大多数的天然气水合物其实都和泥沙混在一起。
此次南海神狐海域试采成功的就是一种泥质粉砂类型矿藏,可以说是未来最具商业价值的一种。
此次开采,我国科学家利用降压法,将海底原本稳定的压力降低,从而打破了天然气水合物储层的成藏条件,之后再将分散在类似海绵空隙中一样的可燃冰聚集,利用我国自主研发的一套水、沙、气分离核心技术最终将天然气取出。
其次,可燃冰开采过程中风险因素较大。央视报道,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。
此外,可燃冰可采还面临高昂成本问题。长江证券报告分析,当前中国南海可燃冰开采费用达200美元/立方米,折合成天然气达6元/立方米,而常规天然气本身开采只有不到1元/立方米,整整相差6倍。但根据专家测算,未来可燃冰的生命周期成本总体约为0.77元/立方米,相比于常规天然气大约0.99元/立方米的生命周期成本,还是具备极大的商业开采价值。
因此,除中国外,关于可燃冰真正的开采试验目前为止也只有前苏联(商业化)、美国(小范围试验开采)、日本(海底提取试验),其他国家均是以试验井、试验船等形式进行研究。
此前有业内专家表示,目前可燃冰的研究进度大概相当于30年前的页岩气研究情况,但考虑到气水合物的复杂性和链式环境影响所以研究、开发进度会更加缓慢。
根据中国战略规划对可燃冰勘探开发的安排,2006-2020年是调查阶段,2020-2030年是开发试生产阶段,2030-2050年,中国的可燃冰将进入商业生产阶段。
油服板块率先受益
长江证券研报认为,可燃冰开发的主要受益产业将是海上油气钻采设备和天然气应用产业链。从资源分布来看,由于可燃冰主要分布在海底,因此未来海上油气钻采设备及服务受益最大。
平安证券亦认为,目前可燃冰主要为油服板块带来主题投资机会。
中银国际杨绍辉研报分析,长期看,可燃冰有望主导未来全球能源供给,但目前各国对可燃冰的赋存条件、形成机理和分布特征的研究,以及更进一步的经济性开采技术尚未成熟。目前阶段可燃冰主要为油服板块带来主题投资机会。
一张图看懂可燃冰:预计可能在2020年突破开发技术
来源:"中国地质调查"公众号
中国首次可燃冰试采成功 实现能源勘查开发由跟跑到领跑
可燃冰勘探现场。(国土资源部广州海洋地质调查局供图)
在"蓝鲸一号"钻井平台上,工作人员庆祝天然气水合物试采稳定产气。新华社记者 梁 旭摄
中共中央国务院电贺
中国首次可燃冰试采成功
实现能源勘查开发由"跟跑"到"领跑"历史性跨越
来源:人民日报海外版
贺电
国土资源部、中国地质调查局并参加海域天然气水合物试采任务的各参研参试单位和全体同志:
在海域天然气水合物试采成功之际,中共中央、国务院向参加这次任务的全体参研参试单位和人员,表示热烈的祝贺!
天然气水合物是资源量丰富的高效清洁能源,是未来全球能源发展的战略制高点。经过近20年不懈努力,我国取得了天然气水合物勘查开发理论、技术、工程、装备的自主创新,实现了历史性突破。这是在以习近平同志为核心的党中央领导下,落实新发展理念,实施创新驱动发展战略,发挥我国社会主义制度可以集中力量办大事的政治优势,在掌握深海进入、深海探测、深海开发等关键技术方面取得的重大成果,是中国人民勇攀世界科技高峰的又一标志性成就,对推动能源生产和消费革命具有重要而深远的影响。
海域天然气水合物试采成功只是万里长征迈出的关键一步,后续任务依然艰巨繁重。希望你们紧密团结在以习近平同志为核心的党中央周围,深入学习贯彻习近平总书记系列重要讲话精神特别是关于向地球深部进军的重要指示精神,依靠科技进步,保护海洋生态,促进天然气水合物勘查开采产业化进程,为推进绿色发展、保障国家能源安全作出新的更大贡献,为实现"两个一百年"奋斗目标、实现中华民族伟大复兴的中国梦再立新功!
中共中央
国务院
2017年5月18日
(新华社北京5月18日电)
本报珠海5月18日电 (记者李刚)今天上午10时许,在距离祖国大陆300多公里的我国南海北部神狐海域"蓝鲸一号"海上钻井平台,国土资源部部长、党组书记、国家土地总督察姜大明宣布,我国首次可燃冰试采宣告成功。
这是我国首次、也是世界首次海域天然气水合物试采成功。
天然气水合物又称可燃冰,是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质,1立方米的可燃冰分解后可释放出约0.8立方米的水和164立方米的天然气。可燃冰具有燃烧值高、污染小、储量大等特点,被各国视为未来石油、天然气的战略性替代能源。
从5月10日起,国土资源部中国地质调查局从我国南海神狐海域水深1266米海底以下203-277米的可燃冰矿藏开采出天然气。截至5月17日15时,总量试采12万立方米,最高产量达3.5万立方米/天,平均日产超过1.6万立方米,其中甲烷含量最高达99.5%,圆满完成预定目标,实现连续稳定产气。这一成功取得了天然气水合物试开采的历史性突破,打破了我国在能源勘查开发领域长期跟跑的局面,取得了理论、技术、工程和装备的完全自主创新,实现了在这一领域由"跟跑"到"领跑"的历史性跨越。这一成果对促进我国能源安全保障、优化能源结构,甚至对改变世界能源供应格局,都具有里程碑意义。