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点赞中国制造!中国首次海域可燃冰试采成功

2017-05-19 飞天众智技术服务平台 飞天众智技术服务平台

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。


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。




01

这事儿为什么受到如此重视?

可燃冰储量巨大,据估计可燃冰中所含有机碳的总资源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、天然气的替代能源,是世界重要的战略资源,对我国能源安全及经济发展也意义重大。


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,各国竞相投入巨资开展天然气水合物试采,竞争异常激烈。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日再次因出砂问题中止产气。韩国、印度、越南、菲律宾、印度尼西亚等国家也制定了可燃冰试采计划。


与日本试采的可燃冰矿相比,我国海域主要属于泥质粉砂型储层,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。


中国可燃冰资源储存量约相当于1000亿吨石油,其中南海海域是我国可燃冰的主要分布区,有近800亿吨储量。此次突破,对于全世界而言更具有可参考和借鉴的价值。



02

勘查开发理论、技术、工程、装备完全自主创新

承担此次试采任务的“蓝鲸1号”由中集集团旗下中集来福士自主设计建造,是全球最先进的超深水双钻塔半潜式钻井平台。该平台采用Frigstad D90基础设计,配备DP3动力定位系统,长117米,宽92.7米,高118米,最大作业水深3658米,最大钻井深度15240米,是目前全球作业水深、钻井深度最大的半潜式钻井平台,适用于全球深海作业,入级挪威船级社。


“蓝鲸1号”钻井平台


中集集团CEO兼总裁麦伯良介绍,“蓝鲸1号”代表了当今世界海洋钻井平台设计建造的最高水平,将国内深水油气勘探开发能力带入世界先进行列。


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。


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。这次试采成功是我国首次、也是世界第一次成功实现资源量全球占比90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采,为实现天然气水合物商业性开发利用提供了技术储备,积累了宝贵经验。



03

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。


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。





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