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加一次气,汽车能跑5万公里,《变形金刚》里的“能量块”出现了,中国刚刚试采成功……

中国企业家杂志  · 公众号  · 职场  · 2017-05-19 12:19

正文


和海洋石油、天然气相比,海域可燃冰的开采就一个字:难。

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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。


5月18日,国土资源部部长姜大明在南海神狐海域“蓝鲸一号”钻井平台宣布:我国首次海域可燃冰(天然气水合物)试采成功!


无人机拍摄的“蓝鲸一号”钻井平台


新华社发布了一条简短的快讯:中国首次海域天然气水合物(可燃冰)试采成功。虽然只有短短十几个字,但这其中的分量不言而喻,贺电随之从祖国四面八方传来。


这件事儿为什么受到如此重视呢?这还要从可燃冰自身说起。


“在豆腐上打铁、用金刚钻绣花”

和海洋石油、天然气相比,海域可燃冰的开采就一个字:难。


难点也是一个字:软。


俗话说,柿子要捡软的捏。但可燃冰开采却最怕“软柿子”。


可燃冰的形成条件非常苛刻,必须满足三个条件:第一是温度不能太高,海底温度在2~4℃,这才适合天然气水合物的形成,而一旦温度高于20℃,天然气水合物就会分解;第二是压力要足够大,需要30个大气压才可形成水合物,压力越大水合物就越稳定,而海深300米才能达到30个大气压;第三是要有甲烷气源,而产生甲烷这要靠海底古生物遗骸的沉积物被细菌分解,或者天然气在地球深处产生并不断进入地壳。


“可燃冰虽然储量大、分布广,但形成年代要比石油、天然气晚得多,覆盖它的海底地层普遍是砂质,现有的海底钻井设备开采它就好比在‘豆腐上打铁’、用‘金刚钻绣花’,稍有不慎就会导致大量砂石涌进管道,造成开采失败。”试采现场指挥部首席科学家、中国地质调查局“李四光学者”卢海龙说。


全球天然气水合物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,各国竞相投入巨资开展天然气水合物试采,竞争异常激烈。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。


而根据外媒的报道,就在今年5月4日,日本则重新开始了第二次尝试,并于当日再次成功产气。但这次尝试已经在5月15日早些时候被迫中断,原因同样是钻井通道一直有泥沙灌入,不断在干扰开采工作。最终他们在6天的时间里从开采的可燃冰中提取了12万方的天然气。


国土资源部中国地质调查局副局长李金发介绍说,试开采成功的标准,第一是每日试采的取气量要达到一万方以上,第二是连续产气一周。而我国此次试开采从5月10日正式出气试点火成功,到目前为止,已经连续开采八天,日产超过一万方以上,最高日产达到了3.5万方,并且连续稳定出气,所有的指标都超过了预定目标。试开采总量已经超过12万方,可以说已经打破了日本的记录。


“与日本相比,我国海域主要属于粉砂型储层,这也是占全球90%以上比例的储藏类型。砂细导致渗透率更差,同时我国的可燃冰水深大、储层埋层浅,施工难度更大。我们的突破,对于全世界而言更具有可参考和借鉴的价值。”卢海龙说。


在试采作业中,大量国产化装备成功投入应用,也充分表明“中国造”已走在世界的前列。


啥是可燃冰?

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,主要成分是甲烷和水分子。从外形上看,可燃冰就像是白色或浅灰色的冰雪晶体。这时候如果有火源,它就可以像固体酒精一样被点燃,所以被称为“可燃冰”。


广州海洋地质调查局点燃采集的可燃冰


可燃冰的能量密度非常高。同等条件下,可燃冰燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要多出数十倍。按照央视的说法,这“可燃冰”就像《变形金刚》中机器人们所争夺的“能量块”那般牛:其体积虽然小,但蕴含的能量却不可估量,1立方米“可燃冰”就可以分解释放出160立方米以上的天然气!


由于能量密度大,如果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。


由于可燃冰是天然气和水的化合物,燃烧后仅会产生少量的二氧化碳和水,与煤、石油等传统化石能源产生大量污染相比不可同日而语,是真正的绿色能源,被誉为“21世纪最具商业开发前景的绿色清洁战略能源”。


可燃冰储量巨大。从世界范围来看,目前全球已探明可燃冰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。


视频来源:中国科协


向地球深部进军

从“蓝鲸一号”起步的可燃冰试采,不仅对我国未来的能源安全保障、优化能源结构具有重要意义,甚至可能给世界能源接替研发格局带来改变。


“从理论上讲,地球内部可利用成矿空间分布在从地表到地下1万米,目前世界先进水平勘探开采深度已达2500米至4000米,而我国大多小于500米,向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题”——2016年全国科技创新大会提出的这一论断,让人们对大地大海深处充满向往。


如果我国固体矿产勘查深度达到2000米,探明资源储量可以翻一番。而辽阔的大洋海底,多金属结核总资源量约3万亿吨,有商业开采潜力的达750亿吨;海底富钴结壳中钴资源量约为10亿吨;太平洋深海沉积物中稀土资源量达880亿吨。未来全球油气总储量的40%将来自深海。


在本次试开采之后,我国可燃冰开采将进入“科学积累”的新阶段。


目前,可燃冰试开采团队将继续在神狐海域附近再进行二至三个不同矿区和类别的试开采工作。积累更多试开采经验,为在2030年前进行天然气水合物商业开发打下基础。


综合编辑:刘冬思

参考资料:

新华视点、新华社、人民日报、澎湃新闻、央视新闻、国际金融报



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