可燃冰开采科普中国-科技名家·里程碑 2017-12-18 |
2007年5月1日凌晨,中国在南海北部的首次采样成功,证实了中国南海北部蕴藏丰富的天然气水合物资源,标志着中国天然气水合物调查研究水平已步入世界先进行列。
为什么可燃冰的发现意义如此重大呢?这要从可燃冰本身说起。
什么是可燃冰
可燃冰,因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以被称作“可燃冰”,其实它是天然气水合物,又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。它是一个固态块状物。
形成可燃冰有三个基本条件:温度、压力和充足的气源。海底的低温和高压对于天然气水合物的形成非常有利,因此世界上的天然气水合物约有97%分布于海洋中,仅3%分布在陆地冻土带。标准状态下,1体积的可燃冰大概可分解为164体积的甲烷气体,资源密度很大。
可燃冰在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。
它燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水,污染比煤、石油、天然气小很多,但能量高出十倍。此外,它储量巨大,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。
历史沿革
1810年,科学家首次在实验室发现天然气水合物。20世纪60年代起,以美国、日本、德国、中国、韩国为代表的一些国家都制订了天然气水合物勘探开发研究计划。
2005年4月14日,中国在北京举行中国地质博物馆收藏中国首次发现的天然气水合物碳酸盐岩标本仪式,宣布中国首次发现世界上规模最大被作为“可燃冰”即天然气水合物存在重要证据的“冷泉”碳酸盐岩分布区,其面积约为430平方公里。
2017年5月,中国首次在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功。
中国管辖海域和陆区也蕴藏有丰富的可燃冰资源,据测算,海域可燃冰资源量达几百亿吨油当量,其远景资源量与海域和陆地油气资源量相当。
开采可燃冰
在人类日益为能源所困的今天,可燃冰的成功试采自然是万众瞩目。但是由于可燃冰在常温常压下非常不稳定,因此开采难度极大。中国历经十余年的研究,终于在技术上取得重大突破。
在南海海面上建有的“蓝鲸一号”钻井平台,是我国自主建造的目前世界上最大作业水深、最深钻井深度的半潜式钻井平台,它是中国成功开采可燃冰的重要创新技术之一。
此次试采中,我国实现了六大技术体系二十项关键技术自主创新。第一,防砂技术3项。包括“地层流体抽取”、未成岩超细储层防砂和天然气水合物二次生成预防技术。第二,储层改造技术3项。包括储层快速精细评价、产能动态评价等技术。第三,钻井和完井技术3项。包括窄密度窗口平衡钻井、井口稳定性增强和井中测试系统集成技术。第四,勘查技术4项。包括4500米级无人遥控潜水器探测、保压取样、海洋高分辨率地震探测和海洋可控源电磁探测技术等
为了试采成功,中国还专门开展了10余个航次的环境基线调查,在试采过程中,按照国际环境管理体系、工艺安全风险管理等标准,采取了严格的环境保护措施。
可燃冰是未来全球能源发展的战略制高点,中国在全球率先试采成功,必将为世界的发展带来更多更大的影响。
责任编辑:科普云
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