解码南海天然气水合物试采

发布时间:2019-06-04

 

  2017年5月18日,我国南海神狐海域天然气水合物试采实现连续8天稳定产气,试采取得圆满成功,实现了我国天然气水合物资源由勘查迈向开发的历史性突破。

 陆敬安

  这是我国自开展天然气水合物调查研究以来取得的又一重大突破,中国地质调查局广州海洋地质调查局天然气水合物工程技术中心勘查室主任陆敬安坦言,此次试采的成功得来不易。此前,仅有日本开展过为期6天的试采,因出砂问题被迫终止,未能达到试验目的,且其相关技术工艺不为外界所知。面对诸多技术难题,试采团队每一位成员不分昼夜、通力合作,大胆创新技术,极大加速将理论变为成果的进程,不断填补空白。

  陆敬安告诉《海洋与渔业》记者,自1998年起,广州海洋局率先开展天然气水合物资源调查,发现了其存在的大量地质、地球物理、地球化学和生物等多信息证据。经过近20年的持续努力,实现了六大技术体系二十项关键技术自主创新,促进了天然气水合物新矿种的设立。下一步,广州海洋局将对天然气水合物的开发利用作进一步研究,期望至2030年实现产业化。

10年四钻终创“神狐奇迹”

  “事实上,在2017年成功进行天然气水合物试采之前,我们已经开展过3次试采钻探,为正式实施试采作了大量的铺垫工作。”陆敬安回忆道,在1999年至2006年间,广州海洋局牵头开展天然气水合物综合勘查工作,获取南海北部多个海区水合物的地质背景资料。

  通过7年的准备,广州海洋局迎来了天然气水合物钻探的“硬”任务。2007年,团队选取了8个位置,钻探了13个孔,最终3个点成功获取样品。“取上来的并不是眼睛可见的冰状物,而是一个泥质粉砂、水、水合物的混合物,从外观看就是泥砂。”陆敬安解释道,天然气水合物有多种存在形态,这是其中一种,业界称为“扩散型”。

  第一次钻探工作的成果,为团队的探索之路指明了方向。他们利用接下来的6年时间,做深、做精天然气水合物资源分布的调查工作。2013年,团队再次启动钻探工作,这次他们选择了珠江口盆地东部海域的一个位置,并成功获取了“肉眼可见”的样品,即“渗漏型”的固体天然气水合物。一次接一次的钻探实践为团队带来宝贵的实战经验,他们不断加快实验进程,压缩两次钻探的时间跨度。一年后,第三次钻探再次选址神狐海域,结果显示,全部站位都钻到天然气水合物。陆敬安介绍说,随着钻探工作的不断推进,取样成功率一直在上升。此外,通过2015年的这次钻探,团队也成功锁定了两个优质矿体。

  不久后,广州海洋局接到上级指示,要求加快节奏,并将正式试采的作业时间定于2017年3月28日。“按照作业时间节点,我们倒推每项工作的时间安排,一切都是掐着时间走。在各单位的通力合作下,试采所需的人员、平台、物资等都提前准备到位。2017年5月18日,试采成功的消息喜传中华,这一天注定载入史册。

理论终需实践验证

  在我国海域进行天然气水合物试采是一次史无前例的尝试,这对科研团队而言,无疑是“摸着石头过河”。陆敬安透露,海洋水合物调查由于隔着一层厚厚的海水,工作难得多,“海底的沉积物埋藏在深水海底之下,都必须通过仪器去勘探,想要取样更是十分困难的。”

  时间拉回至第一次钻探前,全体科研人员投入到紧张的选址定点工作中。他们不断翻阅调查资料,却始终难下定论。“当时,只有美国、日本开展过海域天然气水合物的钻探,我们没有任何经验,心里没底。”陆敬安解释,虽然有一些间接的证据表明多个地方有天然气水合物存在,但要选定一个最佳的点就如同大海捞针一样。最终,科研团队在神狐海域选定了8个位置进行钻探,并在3个位置中成功获取样品。“并不是勘探到天然气水合物的存在,就一定能打到样品。”

  “此外,试采的工程技术难度也相当大。”伴随着机器的启动,目标钻井成功将天然气水合物“抽”出来,陆敬安表示这才只是个开始。面对地层渗透性低的性质,应如何将混合物中的杂质排放出来,分离得到纯净的天然气水合物?科研人员便设法破坏它在混合物中稳定存在的两个条件,即温度和压力。“这个原理就像我们所了解的针管一样,通过活塞上移使针管内部的压力降低,此时流体会向压力低的地方流动。在实际生产中,我们用机械泵实现井内压力降低,促使它分解。”2017年5月10日上午9时开始降压,直至当天下午2点,技术人员根据指示在出口处点火。“在这之前我们也不知道是否成功,当时一下子就点着了,说明有气体从气管逸出。”

  在持续燃烧了8天后,天然气水合物的稳产得以证实,团队随即向上级主管部门汇报情况,5月18日,原国土资源部部长、党组书记姜大明宣布我国海域天然气水合物试采成功。陆敬安透露,最后一直烧了60天才人为停止作业,这次实践进一步试验了技术的可行性,为下一步工作确立技术攻关方向。

精兵强将“炼真经”

  试采成功的背后是科研人员无数个日与夜的奋斗,据了解,为保障试采工程的顺利进行,2016年5月组建了试采指挥部,核心人员至今仍保留在团队当中。

  “从广义上说,我们的队伍有上千人,他们来自全国各地,集聚于此来一场跨领域的大型合作。”陆敬安说,他们有的来自石油企业、海洋工程企业,有的来自科研单位和高校,担任着试采工作不同环节中的重要角色。陆敬安任地质组组长,在哪里做试采、设定钻孔的深度、探明天然气水合物储存的特性等等都是他工作的一部分。然而,在这之前他竟只是一名大学老师。从理论学者到生产工作者的转变,陆敬安表示,入职后他开展了一年多的野外工作,工作虽然辛苦,但现场的经验十分宝贵,这让他对海洋地质有了感性认识。

  当试采结束后,这支优秀的队伍何去何从?“留!优秀的人才必须留住!”中国地质调查局广州海洋地质调查局天然气水合物工程技术中心在试采成功后的2017年7月正式开始结构化运营,吸纳了试采指挥部的核心成员。目前,该中心设有勘查、模拟测试、开发、环境监测、综合、技术研发等部门,约有60多位人员。“借此契机,我们特意引入了工程类专业人员。团队以年轻人居多,主体是80后和90后。天然气水合物试采就是要创新,我们需要不断吸收新思路。

南海北部陆坡钻探获得的多类型水合物样品

有望2030年实现产业化

  眼下,对天然气水合物进行资源产业化开采仍面临诸多难题。陆敬安表示,纵然遇到再多的困难,他们都会坚持“把路走出来”。“这是一个新的领域,每一点成就对于团队乃至国家而言都是非常重要的。”

  陆敬安进一步说道,第一次点火,烧了整整60天。“资源量巨大,出来的那点气体对天然气水合物资源总储存量来说是微不足道的。”据介绍,我国海域天然气水合物预测资源量达800亿吨油当量,试采成功也证实了天然气水合物开发利用的可能性。下一步,将根据试验结果,对其开发利用量身打造实施方案。

  据悉,我国已制定了天然气水合物产业化时间表,期望在2030年实现这一目标。“奔着产业化的目标前进,我相信在不久的将来,它能走进各行各业。”作为一种清洁燃料,天然气水合物有望用于汽车燃料、家用燃气以及化工等行业,走进百姓的日常生活指日可待。

(李易珊)

 

 Copyright © 2015 广州海洋地质调查局 粤ICP备12033857号
地址:广州市环市东路477号 邮编:510075 E-mail:webmaster@hydz.cn 
网址:www.gmgs.cn    www.hydz.cn    www.gmgs.com.cn

 

访问次数 : 
1001814452911