2024年03月16日 星期六

20年追赶 60天突破
我国海域可燃冰勘查试采“赶超记”

发布时间:2017-07-20

   

  核心提示:5月10日试采点火到79日关井,我国海域天然气水合物试采工作60天创下了产气时长和总量的世界纪录,获取到了天然气水合物相关的防砂、举升方式、调控产能等生产技术,为早日实现产业化发展奠定了坚实的基础。在这短短的60天背后,是我国地质工作者6年的刻苦准备和长达20年的艰辛追赶。 

  

  国土资源部中国地质调查局组织实施的我国南海天然气水合物试采工程,第一口井的试开采经过60天持续产气和现场测试,已全面完成预期目标,201779日实施关井作业,转入后期工作。 

  60天的拼搏奋斗,我国海域天然气水合物试开采工作取得了从海域天然气水合物矿藏中持续产气时间最长、产气总量最大、气流稳定、环境安全等多项重大突破性成果,是我国首次也是世界首次成功实现资源量占全球90%以上、开发难度最大的海域泥质粉砂型天然气水合物的安全可控试采。 

  60天的科学尝试,我国在海域天然气水合物试开采涉及的防砂技术、举升方式等多方面实现创新,持续有效发挥作用,调控产能平稳有效,气流稳定,持续时间已达到生产性试开采要求,为产业化发展奠定了坚实的基础。 

  60天的连续监测,试采井附近海水及周边大气等甲烷浓度无异常,环境无污染。试采井壁和地层稳定,未发生地质灾害,实现了安全可持续生产。 

  60天的不断探索,中国海域天然气水合物试采理论、技术、工程和装备领跑优势不断扩大,中国实力让国际社会赞叹不已。 

  

  60天试采历程 

  2017年328日,经过6年的准备,中国地质调查局五大科技攻坚战的头号工程——水合物试采的第一口井在我国南海神狐海域正式开钻了。 

  5月10日,在完成钻完井、储层改造及井下设备安装作业后,试采井正式开始启泵降压。1452分,气路火炬臂一次点火成功,我国从南海神狐海域水深1266米海底以下203~277米的天然气水合物矿藏中首次开采出天然气。 

  5月18日,试采井连续产气近8天,最高产量3.5万立方米/天,平均日产超1.6万立方米,累计产气超12万立方米,天然气产量稳定,甲烷含量最高达99.5%,超额完成了日产万方、持续一周的预定目标。 

  当天上午10时,国土资源部部长姜大明在我国南海神狐海域天然气水合物试采现场会上宣布:中国首次海域可燃冰试采成功!” 这是我国天然气水合物开发的历史性突破,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,对保障国家能源安全、推动绿色发展、建设海洋强国具有重要而深远的意义。 

  中国地质调查局局长表示,天然气水合物是资源量丰富的高效清洁能源,是未来全球能源发展的战略制高点。试采成功打破了我国在能源勘查开发领域长期跟跑的局面,取得了理论、技术、工程和装备的完全自主创新,实现了在这一领域由“跟跑领跑的历史性跨越! 

  当日,中共中央、国务院发来贺电,盛赞“这是在以习近平同志为核心的党中央领导下,落实新发展理念,实施创新驱动发展战略,发挥我国社会主义制度可以集中力量办大事的政治优势,在掌握深海进入、深海探测、深海开发等关键技术方面取得的重大成果,是中国人民勇攀世界科技高峰的又一标志性成就,对推动能源生产和消费革命具有重要而深远的影响 

  为进一步深化成果,至5月26日,试采井继续按照科学目标连续产气16天,平均日产超过1万立方米。 

  从5月27日开始,试采平台按照施工方案,开展温度、压力变化对储层、井底、井筒、气体流量等影响展开了一系列科学研究工作。 

  6月2日,国土资源部在北京举办南海神狐海域天然气水合物试采成功新闻发布会。中国地质调查局副局长、天然气水合物试采协调领导小组副组长李金发宣布,我国海域天然气水合物试采井已连续产气超过22天,平均日产8350立方米,气压气流稳定,井底状态良好。试采安全评估和环境监测结果显示,钻井作业安全,海底地层稳定,大气和海水甲烷含量无异常变化。取得了持续产气时间长、气流稳定、环境安全等多项重大突破性成果。 

  6月10日,至试采井点火测试满月。至此,连续产气达31天,总产气量达21万立方米,平均日产6800立方米,获得各项测试数据264万组,为下一步工作奠定了坚实基础。 

  6月12日,试采点火第33天。平台遭遇今年第2号台风苗柏的正面袭击,台风中心最大风力11级、浪高6.5米。姜大明对试采平台安全应对台风作出重要指示,中国地质调查局及时部署,试采平台采取有力措施积极应对,人员、设备安全,生产过程未受影响,产气过程平稳。 

  7月9日,南海神狐海域天然气水合物试采连续产气满60天,累计产气量达30.9万立方米,平均日产超5000立方米,获取科学试验数据647万组,为后续的科学研究积累了大量的翔实可靠的数据资料。至此,全面完成预期目标,第一口井的试开采产气和现场测试研究工作取得圆满成功。中国地质调查局副总工程师、广州海洋地质调查局局长兼试采现场指挥部指挥长叶建良在试采现场宣布全面完成预期目标,正式实施关井作业 

  从5月10日试采点火,到79日关井,这60天里,中国海域天然气水合物试采工作,通过持续产气等一系列试验,获取到天然气水合物相关的防砂、举升方式、调控产能等生产技术,为早日实现产业化发展奠定了坚实的基础。这60天,是安全环保的60天,也是领跑世界的60天。 

  

  20年艰辛追赶 

  从试采、点火到完成预期目标,实施关井作业,我国海域天然气水合物试开采60天,创下了产气时长和总量的世界纪录。 

  60天的背后,是近20年的艰苦探索、追赶超越,到如今领跑世界的不凡历程。与国外相比,我国天然气水合物的资源调查与评价工作起步晚、起点低,中国地质调查队伍一步一个脚印,完成了对世界先进水平的赶超。 

  1995年,原地质矿产部开始组织相关科技人员从事水合物前期研究。 

  1998年,以新一轮国土资源大调查为契机,中国地质调查局广州海洋地质调查局率先提出开展南海北部陆坡甲烷水合物资源调查与评价。 

  1999~2001年,广州海洋地质调查局通过高分辨率地震调查,在南海发现了水合物存在的重要标志BSR 

  2002年,我国批准设立了天然气水合物资源调查与评价专项,正式拉开了大规模、多学科、多手段开展海域水合物资源调查评价的大幕。 

  2007年,广州海洋地质调查局实施了南海水合物首次钻探,并在神狐海域首次钻获高甲烷含量的水合物实物样品。 

  2011年,国家启动天然气水合物勘查与试采专项工作。 

  2013年,我国在珠江口盆地东部海域实施水合物钻探,钻获了大量块状、脉状、分散状等多种类型的水合物样品。 

  2015年,海马4500米级非载人遥控潜水器在珠江口盆地西部海域实施水合物钻探,为海域天然气水合物试采提供了重要参考靶区。 

  2016年,水合物试采现场指挥部在广州海洋地质调查局成立,北京大学、中石油集团等相关单位人员组成试采团队。至此,我国首次海域天然气水合物试采工作正式启动。在这关键的一年里,广海局继续实施钻探,锁定试采目标,试采指挥部完成了试采井位优选论证,开展了试采工程调查与地质设计,制定了详细的水合物试采实施方案,有序开展了钻采设备、材料等各项准备工作。 

  2017年,中国地质调查局将天然气水合物试采列入年度重点工作,明确了实现天然气日产1万立方米以上、持续时间1周、获取完整有效科学数据的试采目标,并通过实践实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。 

  李金发介绍,在三项自主创新的重大理论指导下,我们在南海准确圈定了找矿靶区,科学制定试采实施方案,精准确定试采降压区间和路径。同时,实现了防砂技术等六大技术体系二十项关键技术自主创新,顶层设计系统等三项重大工程管理系统自主创新,并完成“海马号、天然气水合物保温保压取样器等七项重大技术装备自主创新等。经过近20年的不懈努力,中国地质工作者取得了天然气水合物勘查开发理论,技术、工程、装备的自主创新。 

  

  创新环保中国方案 

  我国天然气水合物勘查和试采已从起步时被动依靠国外技术,经过追赶到后来居上,如今站在了世界前列。 

  叶建良介绍,目前世界上已实施天然气水合物试采的主要有2002年加拿大陆域和2013年、2017年日本海域,其地质条件与我国差异极大。日本、美国、加拿大等瞄准的储层类型均为砂质,而我国试采的储层类型为泥质粉砂,该类型储层资源量在世界上占比超过90%,具有特低孔隙度、特低渗透率等特点,同时深水区浅部地层松软易垮塌,易发生井漏,钻探风险极高,开采难度最大。在无成熟经验,储层开采难度最大,且没有专用设备和材料等不利条件下,我国试采团队解放思想,攻坚克难,实现了防砂技术、储层改造技术、钻完井技术、勘查技术、测试与模拟实验技术以及环境监测技术等六大技术体系20项关键技术自主创新。 

  近4个月的试采工作显示,中国海域天然气水合物试采是一个环保安全可持续的过程。中国海域天然气水合物试采工作树立了环境保护优先的理念,充分考虑各种环境风险因素,进行理论和技术攻关,制定了全流程的科学、安全、环保施工方案,并在施工过程中严格遵守。 

  在试采前,我国专家已开展了10余个航次的环境基线调查,获取了海洋地质、海洋生物、海水化学等本底数据,以及海底地层力学参数等。在试采过程中,按照国际标准的环境管理体系、工艺安全风险管理等,采取严格的环境保护措施。利用大气、海水、海底和井下四位一体监测体系,对甲烷、二氧化碳等参数及海底沉降进行实时监测,与本底数据对比显示,甲烷等参数无异常变化,海底地形无变化,没有环境污染,未发生地质灾害。试采结束后,将继续进行全方位的立体环境监测,为制定天然气水合物开采的环境保护方案提供科学依据。 

  李金发说,我国海域天然气水合物资源量为800亿吨油当量,资源潜力巨大。下一步,中国地质调查局加大天然气水合物资源勘查力度,为产业化提供资源基础;加大理论、技术、工程、装备研究力度,为产业化提供技术准备;依靠科技进步保护海洋生态,为产业化提供绿色开发基础;研究勘探开发管理规范性文件和产业政策,为产业化提供相关保障。加强依靠科技进步,保护海洋生态,促进天然气水合物勘查开采产业化进程,为推进绿色发展、保障国家能源安全作出新的更大贡献,为实现两个一百年奋斗目标、实现中华民族伟大复兴的中国梦再立新功! 

  中国海域天然气水合物试采的成功尝试,达到了安全、环保、可持续的预期目的,不仅对保障国家能源安全、推动绿色发展、建设海洋强国具有重要而深远的意义,更是为世界新能源开发提供了一份优秀的“中国方案。让我们拭目以待! 

(陈惠玲 朱夏)

  

 
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