我國海域可燃冰勘查試采“趕超記” —— 文章正文2017-07-31

 國土資源部中國地質調查局組織實施的我國南海天然氣水合物試采工程，第一口井的試開采經過60天持續(xù)產氣和現(xiàn)場測試，已全面完成預期目標，2017年7月9日實施關井作業(yè)，轉入后期工作。
60天的拼搏奮斗，我國海域天然氣水合物試開采工作取得了從海域天然氣水合物礦藏中持續(xù)產氣時間最長、產氣總量最大、氣流穩(wěn)定、環(huán)境安全等多項重大突破性成果，是我國首次也是世界首次成功實現(xiàn)資源量占全球90%以上、開發(fā)難度最大的海域泥質粉砂型天然氣水合物的安全可控試采。
60天的科學嘗試，我國在海域天然氣水合物試開采涉及的防砂技術、舉升方式等多方面實現(xiàn)創(chuàng)新，持續(xù)有效發(fā)揮作用，調控產能平穩(wěn)有效，氣流穩(wěn)定，持續(xù)時間已達到生產性試開采要求，為產業(yè)化發(fā)展奠定了堅實的基礎。
60天的連續(xù)監(jiān)測，試采井附近海水及周邊大氣等甲烷濃度無異常，環(huán)境無污染。試采井壁和地層穩(wěn)定，未發(fā)生地質災害，實現(xiàn)了安全可持續(xù)生產。
60天的不斷探索，中國海域天然氣水合物試采理論、技術、工程和裝備領跑優(yōu)勢不斷擴大，中國實力讓國際社會贊嘆不已。
60天試采歷程
2017年3月28日，經過6年的準備，中國地質調查局“五大科技攻堅戰(zhàn)”的頭號工程——水合物試采的第一口井在我國南海神狐海域正式開鉆了。
5月10日，在完成鉆完井、儲層改造及井下設備安裝作業(yè)后，試采井正式開始啟泵降壓。14時52分，氣路火炬臂一次點火成功，我國從南海神狐海域水深1266米海底以下203~277米的天然氣水合物礦藏中首次開采出天然氣。
5月18日，試采井連續(xù)產氣近8天，最高產量3.5萬立方米/天，平均日產超1.6萬立方米，累計產氣超12萬立方米，天然氣產量穩(wěn)定，甲烷含量最高達99.5%，超額完成了“日產萬方、持續(xù)一周”的預定目標。
當天上午10時，國土資源部部長姜大明在我國南海神狐海域天然氣水合物試采現(xiàn)場會上宣布：“中國首次海域可燃冰試采成功!” 這是我國天然氣水合物開發(fā)的歷史性突破，為實現(xiàn)天然氣水合物商業(yè)性開發(fā)利用提供了技術儲備，積累了寶貴經驗，對保障國家能源安全、推動綠色發(fā)展、建設海洋強國具有重要而深遠的意義。
中國地質調查局局長鐘自然表示，天然氣水合物是資源量豐富的高效清潔能源，是未來全球能源發(fā)展的戰(zhàn)略制高點。試采成功打破了我國在能源勘查開發(fā)領域長期跟跑的局面，取得了理論、技術、工程和裝備的完全自主創(chuàng)新，實現(xiàn)了在這一領域由“跟跑”到“領跑”的歷史性跨越!
當日，中共中央、國務院發(fā)來賀電，盛贊“這是在以習近平同志為核心的黨中央領導下，落實新發(fā)展理念，實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，發(fā)揮我國社會主義制度可以集中力量辦大事的政治優(yōu)勢，在掌握深海進入、深海探測、深海開發(fā)等關鍵技術方面取得的重大成果，是中國人民勇攀世界科技高峰的又一標志性成就，對推動能源生產和消費革命具有重要而深遠的影響”。
為進一步深化成果，至5月26日，試采井繼續(xù)按照科學目標連續(xù)產氣16天，平均日產超過1萬立方米。
從5月27日開始，試采平臺按照施工方案，開展溫度、壓力變化對儲層、井底、井筒、氣體流量等影響展開了一系列科學研究工作。
6月2日，國土資源部在北京舉辦南海神狐海域天然氣水合物試采成功新聞發(fā)布會。中國地質調查局副局長、天然氣水合物試采協(xié)調領導小組副組長李金發(fā)宣布，我國海域天然氣水合物試采井已連續(xù)產氣超過22天，平均日產8350立方米，氣壓氣流穩(wěn)定，井底狀態(tài)良好。試采安全評估和環(huán)境監(jiān)測結果顯示，鉆井作業(yè)安全，海底地層穩(wěn)定，大氣和海水甲烷含量無異常變化。取得了持續(xù)產氣時間長、氣流穩(wěn)定、環(huán)境安全等多項重大突破性成果。
6月10日，至試采井點火測試“滿月”。至此，連續(xù)產氣達31天，總產氣量達21萬立方米，平均日產6800立方米，獲得各項測試數(shù)據(jù)264萬組，為下一步工作奠定了堅實基礎。
6月12日，試采點火第33天。平臺遭遇今年第2號臺風“苗柏”的正面襲擊，臺風中心最大風力11級、浪高6.5米。姜大明對試采平臺安全應對臺風作出重要指示，中國地質調查局及時部署，試采平臺采取有力措施積極應對，人員、設備安全，生產過程未受影響，產氣過程平穩(wěn)。
7月9日，南海神狐海域天然氣水合物試采連續(xù)產氣滿60天，累計產氣量達30.9萬立方米，平均日產超5000立方米，獲取科學試驗數(shù)據(jù)647萬組，為后續(xù)的科學研究積累了大量的翔實可靠的數(shù)據(jù)資料。至此，全面完成預期目標，第一口井的試開采產氣和現(xiàn)場測試研究工作取得圓滿成功。中國地質調查局副總工程師、廣州海洋地質調查局局長兼試采現(xiàn)場指揮部指揮長葉建良在試采現(xiàn)場宣布“全面完成預期目標，正式實施關井作業(yè)”。
從5月10日試采點火，到7月9日關井，這60天里，中國海域天然氣水合物試采工作，通過持續(xù)產氣等一系列試驗，獲取到天然氣水合物相關的防砂、舉升方式、調控產能等生產技術，為早日實現(xiàn)產業(yè)化發(fā)展奠定了堅實的基礎。這60天，是安全環(huán)保的60天，也是領跑世界的60天。
20年艱辛追趕
從試采、點火到完成預期目標，實施關井作業(yè)，我國海域天然氣水合物試開采60天，創(chuàng)下了產氣時長和總量的世界紀錄。
60天的背后，是近20年的艱苦探索、追趕超越，到如今領跑世界的不凡歷程。與國外相比，我國天然氣水合物的資源調查與評價工作起步晚、起點低，中國地質調查隊伍一步一個腳印，完成了對世界先進水平的趕超。
1995年，原地質礦產部開始組織相關科技人員從事水合物前期研究。
1998年，以新一輪國土資源大調查為契機，中國地質調查局廣州海洋地質調查局率先提出開展南海北部陸坡甲烷水合物資源調查與評價。
1999～2001年，廣州海洋地質調查局通過高分辨率地震調查，在南海發(fā)現(xiàn)了水合物存在的重要標志BSR。
2002年，我國批準設立了天然氣水合物資源調查與評價專項，正式拉開了大規(guī)模、多學科、多手段開展海域水合物資源調查評價的大幕。
2007年，廣州海洋地質調查局實施了南海水合物首次鉆探，并在神狐海域首次鉆獲高甲烷含量的水合物實物樣品。
2011年，國家啟動天然氣水合物勘查與試采專項工作。
2013年，我國在珠江口盆地東部海域實施水合物鉆探，鉆獲了大量塊狀、脈狀、分散狀等多種類型的水合物樣品。
2015年，“海馬”號4500米級非載人遙控潛水器在珠江口盆地西部海域實施水合物鉆探，為海域天然氣水合物試采提供了重要參考靶區(qū)。
2016年，水合物試采現(xiàn)場指揮部在廣州海洋地質調查局成立，北京大學、中石油集團等相關單位人員組成試采團隊。至此，我國首次海域天然氣水合物試采工作正式啟動。在這關鍵的一年里，廣海局繼續(xù)實施鉆探，鎖定試采目標，試采指揮部完成了試采井位優(yōu)選論證，開展了試采工程調查與地質設計，制定了詳細的水合物試采實施方案，有序開展了鉆采設備、材料等各項準備工作。
2017年，中國地質調查局將天然氣水合物試采列入年度重點工作，明確了實現(xiàn)天然氣“日產1萬立方米以上、持續(xù)時間1周、獲取完整有效科學數(shù)據(jù)”的試采目標，并通過實踐實現(xiàn)了我國天然氣水合物開發(fā)的歷史性突破。
李金發(fā)介紹，在三項自主創(chuàng)新的重大理論指導下，我們在南海準確圈定了找礦靶區(qū)，科學制定試采實施方案，精準確定試采降壓區(qū)間和路徑。同時，實現(xiàn)了防砂技術等六大技術體系二十項關鍵技術自主創(chuàng)新，頂層設計系統(tǒng)等三項重大工程管理系統(tǒng)自主創(chuàng)新，并完成“海馬”號、天然氣水合物保溫保壓取樣器等七項重大技術裝備自主創(chuàng)新等。經過近20年的不懈努力，中國地質工作者取得了天然氣水合物勘查開發(fā)理論，技術、工程、裝備的自主創(chuàng)新。
創(chuàng)新環(huán)保中國方案
我國天然氣水合物勘查和試采已從起步時被動依靠國外技術，經過追趕到后來居上，如今站在了世界前列。
葉建良介紹，目前世界上已實施天然氣水合物試采的主要有2002年加拿大陸域和2013年、2017年日本海域，其地質條件與我國差異極大。日本、美國、加拿大等瞄準的儲層類型均為砂質，而我國試采的儲層類型為泥質粉砂，該類型儲層資源量在世界上占比超過90%，具有特低孔隙度、特低滲透率等特點，同時深水區(qū)淺部地層松軟易垮塌，易發(fā)生井漏，鉆探風險極高，開采難度最大。在無成熟經驗，儲層開采難度最大，且沒有專用設備和材料等不利條件下，我國試采團隊解放思想，攻堅克難，實現(xiàn)了防砂技術、儲層改造技術、鉆完井技術、勘查技術、測試與模擬實驗技術以及環(huán)境監(jiān)測技術等六大技術體系20項關鍵技術自主創(chuàng)新。
近4個月的試采工作顯示，中國海域天然氣水合物試采是一個環(huán)保安全可持續(xù)的過程。北京大學教授，中國地質調查局“李四光學者”，天然氣水合物試采工程首席科學家盧海龍介紹，中國海域天然氣水合物試采工作樹立了環(huán)境保護優(yōu)先的理念，充分考慮各種環(huán)境風險因素，進行理論和技術攻關，制定了全流程的科學、安全、環(huán)保施工方案，并在施工過程中嚴格遵守。
盧海龍說，在試采前，我國專家已開展了10余個航次的環(huán)境基線調查，獲取了海洋地質、海洋生物、海水化學等本底數(shù)據(jù)，以及海底地層力學參數(shù)等。在試采過程中，按照國際標準的環(huán)境管理體系、工藝安全風險管理等，采取嚴格的環(huán)境保護措施。利用大氣、海水、海底和井下四位一體監(jiān)測體系，對甲烷、二氧化碳等參數(shù)及海底沉降進行實時監(jiān)測，與本底數(shù)據(jù)對比顯示，甲烷等參數(shù)無異常變化，海底地形無變化，沒有環(huán)境污染，未發(fā)生地質災害。試采結束后，將繼續(xù)進行全方位的立體環(huán)境監(jiān)測，為制定天然氣水合物開采的環(huán)境保護方案提供科學依據(jù)。
李金發(fā)說，我國海域天然氣水合物資源量為800億噸油當量，資源潛力巨大。下一步，中國地質調查局加大天然氣水合物資源勘查力度，為產業(yè)化提供資源基礎;加大理論、技術、工程、裝備研究力度，為產業(yè)化提供技術準備;依靠科技進步保護海洋生態(tài)，為產業(yè)化提供綠色開發(fā)基礎;研究勘探開發(fā)管理規(guī)范性文件和產業(yè)政策，為產業(yè)化提供相關保障。加強依靠科技進步，保護海洋生態(tài)，促進天然氣水合物勘查開采產業(yè)化進程，為推進綠色發(fā)展、保障國家能源安全作出新的更大貢獻，為實現(xiàn)“兩個一百年”奮斗目標、實現(xiàn)中華民族偉大復興的中國夢再立新功!
中國海域天然氣水合物試采的成功嘗試，達到了安全、環(huán)保、可持續(xù)的預期目的，不僅對保障國家能源安全、推動綠色發(fā)展、建設海洋強國具有重要而深遠的意義，更是為世界新能源開發(fā)提供了一份優(yōu)秀的“中國方案”。讓我們拭目以待!