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为可燃冰开采保驾护航,中国领跑可燃冰开采

时间:2019-09-10 14:50来源:百姓民生
陆敬安表示,试采结束后,还将继续进行全方位的立体环境监测,为制定天然气水合物开采的环境保护方案提供科学依据。 传统预报是针对某一片海域,是“面”上的预报,项目方提出

陆敬安表示,试采结束后,还将继续进行全方位的立体环境监测,为制定天然气水合物开采的环境保护方案提供科学依据。

传统预报是针对某一片海域,是“面”上的预报,项目方提出的要求是针对某一个“点”的预报,难度可想而知。

本报讯“下世纪将是可燃冰的世纪!”昨日,中科院院士、著名石油天然气地质学和地球化学专家戴金星,在中国地质大学召开的全国博士生学术会议上作此预言。 国土资源部25日宣布,中国地质部门在青藏高原发现了—种名为可燃冰的新能源,学者称“堪比发现大庆油田”。但专家也表示,可燃冰好用、难得,像带刺的玫瑰,拿捏不好还会伤着手。 据介绍,可燃冰又称“天然气水合物”,存在于海底或陆地冻土带内,是天然气与水在高压低温条件下结晶形成的化合物,形似冰雪,可像固体酒精—样被直接点燃,1立方米就可释放出164立方米天然气,中国东海、南海的蕴藏量都很可观。 戴院士介绍,可燃冰好用却也难采,“封印”—旦打开,要面临地质和环境两大困难。可燃冰—旦汽化后,“封”住它的海底沉积物失去稳定性,会造成海床不稳定,对海底管道和通讯电缆造成破坏。挪威在开发时就曾遭遇滑坡。 同时,不稳定的可燃冰,在常温和常压环境下极易分解,释放甲烷后难保不造成环境灾难。 戴院士介绍,在位于佛罗里达、百慕大群岛和波多黎各之间的百慕大三角区海域,发生过许多船只和飞机神秘失踪事件,即所谓“百慕大之谜”,有学者认为与“可燃冰”气藏有关。戴院士说,可燃冰释放后,水密度变小,而海面空气密度相对变大,对流将海面船只“吸”了下去。

有关专家表示,可燃冰是未来全球能源发展的战略制高点,我们在全球率先试采成功,实现了在这一领域的领跑而不是跟随。

当年4月,神狐海域全水深海洋立体观测潜标系统布设完成,获取了最快2分钟采样一次、持续一年的监测数据。7月,南海神狐海域内波数据分析系统建成,对内波的发生季节、发生时段、影响区域和强度等做出了深入分析。充足的前期调研为可燃冰开采的作业窗口期提供了决策支持。

据了解,在试采前,中国地质调查局开展了10余个航次的环境基线调查,获取了海洋地质、海洋生物、海水化学等本底数据,以及海底地层力学参数等。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。

内波又被称为海洋中“看不见的波动”,是南海频发的一种自然灾害。国家海洋环境预报中心主任王辉指出,海上作业平台经常遭受内波影响,内波带来的大幅垂向运动和水面上的瞬间位移会对水面和水下生产设施造成极大危害。

“蓝鲸一号”钻井平台长117米,宽度也有近百米。甲板很是开阔,试采现场指挥部办公室副主任谢文卫告诉记者,这个钻井平台配有双钻塔,可分别作业,井下环境监测仪,可实时监测数据,试采结束后,将一并取出。

5月18日,我国首次海域可燃冰试采成功。开采可燃冰之难,专家形容为好比“在豆腐上打铁、用金刚钻绣花”,而为可燃冰开采提供海上作业安全预报保障,则要与海洋中“看不见的波动”斗智斗勇。

邱海峻表示,今后将围绕加快推进产业化进程的目标,争取神狐海域试采成果最大化。同时,继续加大天然气水合物资源调查力度,开展重点目标区的详查,提供2个至4个大型资源基地,为推进产业化奠定资源基础。此外,开展不同类型天然气水合物试采,把加强环境保护放在突出位置。

为可燃冰开采保驾护航

在“蓝鲸一号”钻井平台外,一个熊熊火炬耀眼地燃烧着。为安全起见,巨大的水幕把火炬和平台隔开。这个火炬燃烧的,就是从水深1266米海底以下200多米开采出来的天然气。

“如果把南海比作一匹布,那么可燃冰开采作业点就是一个针眼。我们从预报整片海域,到预报单点的海流变化,实现了由‘面’到‘点’的跨越。”预报中心环境室副主任李云说。

试采现场指挥部办公室主任邱海峻表示,我国海域天然气水合物资源量约800亿吨油当量。通过重点地区普查,已经圈定11个有利远景区,19个成矿区带。经过钻探验证圈定了两个千亿方级的矿藏。

这给勘探开采可燃冰带来了重重挑战。

但是,可燃冰开采难度之大也是业界公认的。可燃冰靠低温高压封存,如温度升高,水合物中的甲烷可能溢出;或者如冰块消融、压力回升,一旦控制不当,可能造成海底滑坡等地质灾害。

可燃冰项目开工后,基于“蓝鲸一号”艏向调整、姿态稳定以及水下开采的需求,项目方向预报中心提出定制一套表层和底层海流预报产品的需求。

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。此次我国在全球范围内首次成功试开采,实现了六大技术体系二十项关键技术自主创新。但这仅是万里长征迈出关键性一步,未来要实现产业化和商业化开采,仍有长路要走——

预报中心立刻组织专业人员开展技术攻关,利用以往南海海洋环境研究成果,结合浮标观测数据,再加以预报员多年经验判断,“多管齐下”开发了一套可提供覆盖未来3天、3小时间隔的表层和底层流预报产品。

可燃冰,简而言之,即可以燃烧的冰块,学名为“天然气水合物”,是由甲烷为主的有机分子被水分子包裹而成,其热值比石油高许多,燃烧后只生成二氧化碳和水,储量据称可供人类使用千年。

预报中心在神狐海域拉起了两道警戒线——内波预警浮标,分别位于可燃冰开采平台东南方向约60公里和110公里处,能够实时监测并通过卫星实时回传数据,可以第一时间发现达到预警级别的内波,并至少提前6小时发送预警信息到“蓝鲸一号”和调度部门,为采取防护措施预留时间。

记者此番前来,就是要一探究竟,我们可以安全环保地开采可燃冰吗?技术上我们能在全球实现领跑吗?产业化究竟还有多长的路要走?

预报中心提供的这些“专门订制”式海洋环境保障产品,为我国首次海域可燃冰的成功试采做出了重要贡献。

预计我国在2030年左右有望实现可燃冰商业化开发——中国领跑可燃冰开采

有了内波预警浮标,预报人员就好像有了一双千里眼,将变幻莫测的南海神狐看得一清二楚。由内波预警浮标、潜标及海上大浮标构成的目标海域海洋环境立体监测网,为可燃冰开采提供了高效、多元化、个性化的预报保障支撑,确保了开采作业安全。

可燃冰被誉为“未来的能源”。其能量密度非常高,同等条件下,可燃冰燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出十倍。1立方米的可燃冰分解后可释放出164立方米的天然气。

深水钻井作业时,通过建立早期的预警系统,开展实时监测,可获得相应的准备时间。为保障可燃冰采样顺利进行,预报中心创新性地开发了“实时警戒-在线检测-提前预警”系统,该系统由监测、分析和预警三部分组成。

可燃冰在全球主要分布在两类地区:一是水深300米至3000米的海底;二是陆上冻土区,尤其是南北极冻土区。有预测显示,全球天然气水合物资源量相当于21万亿吨油当量。

去年3月,国家海洋环境预报中心(以下简称“预报中心”)开始收集整理南海神狐海域历史资料,开展前期观测并分析其海域环境特征,力争看清该区域内波流的“庐山真面目”。

广州海洋局总工程师杨胜雄说,这是全球首次实现泥质粉砂型可燃冰的安全可控开采。这种类型的可燃冰,资源量占全球90%以上,开发难度最大。

目前,不少大国在可燃冰领域开展角逐。其中,美国5月12日宣布,正在墨西哥湾开展可燃冰开采研究。2013年,日本在南海海槽开展了海上试采,但因出砂等技术问题失败。2017年4月份日本在同一海域第二次试采,5月15日再次因出砂问题中止产气。

试采现场指挥部办公室副主任陆敬安说,试采过程中,通过大气、海水、海底和井下四位一体监测体系,对甲烷、二氧化碳等及海底沉降实行了实时监测。与本底数据对比显示,甲烷无异常变化,海底地形无变化,没有环境污染,未发生地质灾害。同时,我国第一台4500米作业级水下机器人“海马号”潜入海底,也没有发现海底地形变化和甲烷泄漏。

6月9日,经济日报·中国经济网记者乘坐直升机从珠海起飞,在浩瀚的南海上空飞行一个半小时后,稳稳降落在一个屹立于海面的庞然大物上——“蓝鲸一号”钻井平台。

有关专家表示,此次我国在全球范围内实现首次成功试开采,仅是万里长征迈出关键性一步,未来要实现产业化和商业化开采,仍有长路要走。

中国地质调查局总工程师严光生说,对于这两个难点,试采前就已经充分考虑、反复论证,部署了多个监测点实时监测,目前周边气体和海底地形都没有变化。

他表示,基于中国可燃冰调查研究和技术储备的现状,预计我国在2030年左右有望实现可燃冰的商业化开采。

从“蓝鲸一号”钻井平台往海中望去,蔚蓝的海面上波光粼粼,时不时有硕大的鱼跳跃出来。

据介绍,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。

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。因此,5月18日,我国宣布试采可燃冰成功,成为全球首个海域可燃冰试采获得连续稳定气流的国家后,夸赞和质疑扑面而来。有人说,可燃冰开采没那么容易,环保是否过关得打个问号。还有人认为,开采成功后很快将产业化,资本市场上沾些边的股票随之一飞冲天。

这是一座37层楼高的大家伙,是我国自主建造的目前世界最大作业水深、最深钻井深度的半潜式钻井平台。近来这里正吸引着全世界的目光,我国在这里成功实现了可燃冰的试开采。

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