2017-05-20
中国南海采“冰”记
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神狐海域可燃冰储量只是中国储量的“冰山一角” 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高高的钻井平台，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。 “对于海洋可燃冰的研究，我国是从1995年开始的，并于2007年5月成功获取了可燃冰实物样品，成为世界上第四个通过国家级开发项目发现可燃冰的国家。”试采现场指挥部总指挥叶建良介绍说。 2010年底，由广州海洋地质调查局完成的《南海北部神狐海域天然气水合物钻探成果报告》通过终审，科考人员在我国南海北部神狐海域钻探目标区内圈定11个可燃冰矿体，显现出良好的资源潜力。“海洋六号”入列后，再次深入南海北部区域进行新一轮精确调查，调查海域包括琼东南海域、西沙海域、神狐海域和东沙海域等区域，调查的重点是在南海北部前期勘探的基础上圈定重点勘探区域。南海北部神狐海域作为可燃冰富集区，是调查重点之一。 据了解，研究人员在140平方公里的钻探目标区内圈定出11个可燃冰矿体，含矿区总面积约22平方公里，矿层平均有效厚度约20米，预测储量约194亿立方米；钻探区水合物富集层位气体主要为甲烷，其平均含量高达98.1%，主要为微生物成因气。 神狐海域可燃冰储量还只是我国可燃冰蕴藏量的“冰山一角”。在西沙海槽，科考人员已初步圈出可燃冰分布面积5242平方公里，其资源估算达4.1万亿立方米；在南海其他海域，同样也有天然气水合物存在的必备条件…… 实现了勘查开发理论、技术、工程、装备完全自主创新 可燃冰储量丰富，但是如果一直躺在南海海底，就发挥不了其价值。但可燃冰开采难度巨大，迄今鲜有国家尝试。 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。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。 “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。”叶建良说。 “通过这次试采，中国实现了可燃冰全流程试采核心技术的重大突破，形成了国际领先的新型试采工艺。”试采现场指挥部办公室副主任谢文卫说。 南海神狐海域的天然气水合物泥质粉砂型储层类型，资源量在世界上占比超过90%，是我国主要的储集类型。这是我国首次，也是世界第一次成功实现该类型资源安全可控开采，为天然气水合物广泛开发利用提供了技术储备，积累了宝贵经验，“我们提出‘地层流体抽取试采法’，有效解决了储层流体控制与可燃冰稳定持续分解难题。我们成功研发了储层改造增产、可燃冰二次生成预防、防砂排砂等开采测试关键技术，其中很多技术都超出了石油工业的防砂极限。”谢文卫说。 此次水合物试采作业，大量国产化装备成功投入应用，充分表明“中国制造”已走在世界的前列。首先，必须要点赞的是试采作业最重要的“大国重器”——我国最新研制成功的世界最大、钻井深度最深的海上钻井平台“蓝鲸一号”，这个净重超过4.3万吨、37层楼高的庞然大物今年2月刚“诞生”，就从中国烟台起航，于3月28日抵达神狐海域实施试采。该平台是目前全球最先进的双井架半潜式钻井平台，可适用于全球任何深海作业。 监测结果显示，试采整个过程安全、友好、可控、环保 试采可燃冰，外界一直有一个声音，就是会不会对周边海域的环境造成影响。 由于甲烷是比二氧化碳更高效的温室气体，因此天然气水合物的环境问题一直是人们关心的一个重要问题。我国海域天然气水合物试采，同样非常重视环境问题，为此投入人力物力进行了研究。 2011年6月至2017年3月，南海水合物环评项目组在神狐水合物区先后共组织了10个航次的野外调查工作，对南海神狐水合物试采区进行了系统的多年度的调查，调查内容包括海底工程地质特征、地质灾害特征、海底环境监测、海洋生物特征、海水溶解甲烷含量、海水物理化学及水文特征、海表大气甲烷含量特征等，基本查明了水合物试采区的海洋环境特征，同时，发展了一系列我国自主知识产权的水合物环境评价技术，为水合物试采、开发提供了良好基础。 水合物试采的环境问题，主要是试采过程中是否发生不可控的水合物分解，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打好技术铺垫。如，试采过程中，由于地层复杂而导致施工困难很大，测井数据采集需要面对高排量与低排量钻进之间的矛盾；泥浆比重配值、钻井安全及地层防漏失问题的协调；地层可动水含量少对测试过程控制造成的困难，以及如何解决长期开采防砂、稳产等难题，都是本次试采遇到的需要通过后续研究来解决的问题。 |
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