廣州這個團隊有多牛?黨中央國務院都給他們發賀電了!
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我國海域天然氣水合物(俗稱「可燃冰」)試采成功後,可燃冰這一新能源中的「明星」成員成了大家關注的熱點,21日,中國地質調查局廣州海洋地質調查局特別組織部分國內媒體組成記者團,搭直升機直達中國地質調查局南海神狐海域試采平台直擊現場,親身目睹採集現場「空中是火焰,海底是魚群」的壯麗之景。
試采平台「藍鯨一號」(資料圖片)
截至記者發稿時,我國南海神狐海域天然氣水合物試采已連續試采超過42天,累計產量超過23.5萬立方米,連續試采時間已是目前世界第一。
而特別需要指出的是,在這次可燃冰試開採成功,由我國自主設計製造的「藍鯨Ι號」海上鑽井平台功不可沒,此外,「廣州局」也有建功。5月18日,中共中央、國務院更向參加這次任務的全體參研參試單位和人員,表示熱烈的祝賀!
中國地質調查局廣州海洋地質調查局21日組織國內記者團搭直升機直達中國地質調查局南海神狐海域試采平台。
在現場,中國地質調查局廣州海洋地質調查局局長、試采現場指揮部指揮長葉建良介紹了我國南海神狐海域天然氣水合物試採的最新進展。他表示:截至6月21日14時52分,我國南海神狐海域天然氣水合物試采已連續試采達42天,累計產量超過23.5萬立方米,連續試采時間已是目前世界第一。
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啟程:從珠海搭乘直升機出發
記者一行,從廣州出發在珠海機場搭乘直升機,除了正常乘飛機得檢查身份證外,出發前我們被提醒,根據機場規定,為了確保安全所有乘機人員不得穿裙子和短褲。與搭乘一般民航飛機的最大區別是,經過安檢和辦齊各種手續後,一般飛行旅途必備的機上救生衣,不再僅僅作為緊急物件,而需要每個人都穿上身登機,記者全副武裝地登上了飛機。9時45分,飛機起飛了。
沿途直升機的飛行高度約在1200米左右,低空飛行加上晴朗天氣,令地面海平面一目了然,大小貨輪在海平面上航行,越往前開船隻漸少,最後就只剩下空中的白雲和機身下面天海相連的景象。
2
親臨:空中是火焰海底是魚群
經過1小時30分的飛行,飛機平穩降落在南海神狐海域試采平台「藍鯨1號」。從飛機上俯瞰,100多米高的平台被四周深藍色的大海所環抱。
「藍鯨1號」上高聳的塔台。
記者站在平台甲板中間,抬頭所見,是一座座直衝雲天的鋼架建築,如果不是遠方天海相連情景的提醒,很容易讓人誤將這座海面試采平台當作一座建在陸地上的大鋼廠。
走到平台右側甲板邊沿,可聽到平台上噴洒嘩嘩水流聲,因為是正午時分,遠遠望去不容易看到大片火苗,但是走近觀望,長長地伸出一個數十米長的燃燒臂,末端可見可燃冰試采點燃的橘紅色火焰正在熊熊燃燒,就在火苗上方空中,設置了一大片的噴洒裝置用來降溫。而在下面,蔚藍的海面上捲起朵朵白色浪花,時不時還能見到成群結隊的海魚在水面遊動。
現場技術人員介紹,南海神狐海域的試采平台「藍鯨1號」,懸浮在距離珠海市東南320千米海面上,這個看似普通的海上油氣開採平台是目前全球首座第七代雙井架、半潛式鑽井平台,它上面的可燃冰開採過程隱藏著中國六大技術體系二十項關鍵技術的自主創新。
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產氣:超預期完成試采工程目標
中國地質調查局廣州海洋地質調查局局長、試采現場指揮部指揮長葉建良接受記者採訪時介紹,5月10日起,中國地質調查局從我國南海神狐海域水深1266米海底以下203~277米的天然氣水合物礦藏開採出天然氣,並試氣點火,至5月18日期間,最高產量達3.5萬立方米/天,平均日產超過1.6萬立方米/天,天然氣產量穩定,甲烷含量最高達99.5%,圓滿完成目標。
5月18日,國土資源部在試采平台宣布我國海域首次天然氣水合物試采成功。至5月26日,試采井連續產氣16天,平均日產超過1萬立方米。
5月27日開始,按照施工方案整體安排開展溫度、壓力變化對儲層、井底、井筒、氣體流量等影響的科學測試與研究工作。
至6月10日14時52分,總產氣量達21萬立方米,平均日產7000立方米,獲得各項測試數據264萬組。目前產氣過程平穩,井底狀況良好,為下一步工作奠定了堅實基礎。
據介紹,在國土資源部領導下,中國地質調查局實現了天然氣水合物勘查開發理論、技術、工程和裝備的自主創新,最終超預期完成了試采工程目標,取得天然氣水合物試開採的歷史性突破。
4
釋疑:甲烷逸出災難不會發生
針對外界的關注,葉建良特別對可燃冰的試開採對環保是否造成污染做了詳細的解讀。
葉建良介紹,從理論上說,可燃冰的成分會造成甲烷逸出災難是不可能發生的。因為可燃冰是一種水合物,甲烷在低溫高壓的環境下就可以和水結合形成可燃冰,可燃冰形成的溫度隨著壓力的變化而變化,比如說,在15兆帕的壓力下,可燃冰形成的溫度是15攝氏度;在5兆帕的壓力下,這一溫度為5攝氏度。
「藍鯨1號」燃燒臂上通過噴洒冷水降溫。
可燃冰開採過程中,比如鑽頭摩擦,自然會產生熱量而導致溫度上升,當然會有一些可燃冰氣化成甲烷從海底泥層逸出進入海水。但是不容忽視的是,海底的高壓低溫又足以讓甲烷重新與海水結合「還原」成可燃冰而繼續沉在海底,這是一個循環過程。科學家在某些海域發現的直接鋪在海底的可燃冰,正是這樣的原理形成的。另一方面,在實際操作過程中,還會採取一系列技術措施,控制環境污染的風險,從可燃冰試采42天的情況來看,試采現場海底各項環境監測指標完全正常。
可燃冰試采工作背後:
商業化開採還需攻克關鍵技術
廣州海洋地質調查局是我國海域天然氣水合物資源調查及試采工作的主力和骨幹隊伍。近日該局局長兼南海試采現場指揮部指揮長葉建良博士接受南方日報記者採訪,披露了可燃冰試采工作背後的諸多細節。
葉建良(左)在試采現場。受訪者供圖
拖動灰色處可上下滑動
「事實上,早在2007年,廣海局便首次鑽探獲取到可燃冰實物樣品,使我國成為繼美國、日本、印度之後第4個通過國家級研發計劃在海底鑽探獲得天然氣水合物實物樣品的國家,那時便證實了南海存在良好的水合物資源前景。」提到10年前的戰略性突破,葉建良難掩激動。
里程碑式的鑽探突破在6年後再次出現。2013年,廣海局在珠江口盆地東部海域鑽獲高純度可燃冰樣品,並發現了超千億方級可燃冰礦藏。緊接著,2015年,他們用中國自主研製的「海馬」號4500米級非載人遙控潛水器,首次發現了海底巨型可燃冰活動性「冷泉」,其後再次選定神狐海域實施鑽探獲得重大發現,鑽探控制可燃冰礦藏資源量超過1500億立方米的特大型可燃冰礦藏,從而為2017年試采目標的確定提供了重要的參考靶區。
葉建良告訴筆者,迄今,廣海局已在南海圈定出11個可燃冰資源遠景區,預測遠景資源量達744億噸油當量,圈定出兩個超千億方級的可燃冰礦藏。他們還提出了我國海域可燃冰基礎研究理論及南海天然氣水合物成藏理論體系。此外,還自主研發一系列關鍵技術裝備,初步形成海域可燃冰綜合探測技術體系。
泥質粉砂儲層中的可燃冰開採,是地質科學界公認的世界性難題。正因如此,我國試采成功的消息傳出後,馬上便有人在網上發文指稱中國的地質工程師們在吹牛。
對此,葉建良表示:「有這麼多人來關注我國可燃冰事業的發展是好事,有質疑表明我們的公眾、學者對國家是負責任的。」他說,雖然我國進行可燃冰調查研究已經20多年了,但對於大眾而言,這依然還是一個比較新鮮的概念。水合物試采是一個非常複雜的系統工程,涉及到地質勘察、海工裝備、防砂技術、降壓開採等一系列的重大科學工程難題,需要持續投入大量的資源。
夾雜著白色顆粒狀可燃冰的海底沉積物放入水中隨即冒出大量氣泡。
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「事實上,此次試采中國遇到了許多外界無法想像的困難。」葉建良說,其中最大的困難表現在三方面:
一是無經驗可循。2002年,加拿大陸域天然氣水合物試采,2013年日本海域天然氣水合物試采,以上兩國的地質條件與我國差異極大,美國、日本、加拿大、德國、印度等國家的方法都不能照搬,更無成熟經驗可循。
二是儲層開採難度最大。日本、美國、加拿大、韓國、印度瞄準的天然氣水合物試采均為砂質類型,該類型資源佔世界資源量5%左右,其孔隙條件、穩定條件均較好,開採難度相對較低。我國試採的泥質粉砂型儲層資源量在世界上佔比超過90%,是我國主要的儲集類型,具有特低孔隙度、特低滲透率等特點,同時深水區淺部地層鬆軟易垮塌,易發生井漏,鑽探風險極高,開採難度很大。
三是沒有專用設備和材料,常規海洋油氣勘探開發裝備材料無法直接用於天然氣水合物試采。
針對這些困難,我國自主研發了天然氣水合物專用的裝備、管材、特殊材料等。在工程推進上,中國地質調查局牽頭與中國石油集團成立了試采領導小組,並於廣州海洋地質調查局成立現場指揮部,設立了地質、模擬、測試、工程與綜合等專業組,確保了試采平台按期啟航至試采工區。
在海域可燃冰試采上,中國領跑世界,實現了零的突破。我國是能源消費大國,每年從國外進口的油氣超過年消費量的50%,對外依存度高。根據此前的調查表明,我國海域可燃冰資源潛力巨大,未來開發利用將會大大提升我國能源安全保障程度,降低對外依存度,進一步優化能源消費結構。「本次試采成功,意味著我們已經邁出了可燃冰開發利用的關鍵一步。」葉建良說,
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關於商業化開採——有必要開展第二次開採試驗
葉建良舉了美國的頁岩氣開發為例,來佐證可燃冰開發對我國的意義。美國是能源消費大國,美國政府長期以來將「能源獨立」作為政策綱領,加上歷史上遭遇幾次世界石油減產衝擊美國進口的情況,尋找更多能源供給渠道、改變石油對外依存度高的被動局面成為美國政府落實能源供給分散策略的重要內容。經過近三十年的投入開發,2010年美國頁岩氣的年產量突破千億立方米,預計到2035年,其頁岩氣產量將達到本國天然氣總產量的45%,在未來能源格局中扮演更加重要的角色。為此,葉建良預測:「一旦可燃冰的商業化開發得以實現,能源危機將得到大大緩解,中國將因有巨大可燃冰資源而獲得穩定能源保障,世界上能源自給國家將增多,對石油的需求將大幅降低;非產油內陸國家將有更多的選擇,不但有利於世界能源保障,也將使世界變得更和平。」
不過,如其它類型的新能源一樣,可燃冰開發需要假以時日。葉建良再次舉了美國頁岩氣開發的例子:二十世紀八十年代至九十年代初,水平井、水力壓裂技術的應用使得頁岩氣的開發具有經濟可行性,直到2003年開始商業化開採,期間經歷了約15年。他認為,可燃冰商業性開發,還需要在關鍵技術上進一步攻堅克難,包括有效提高泥質粉砂儲層的滲透性、提高產能、長期持續開採、防砂、舉升等,有必要開展第二次開採試驗。
「我們需要建造更加靈活、機動、可靠的水合物專用鑽采船,以降低科學試驗成本,構建更加符合實際的研究平台和大型模擬裝置;制定可燃冰開發的相關國家政策,以促進企業和社會資金的投入,提高企業對可燃冰開發的積極性,加快可燃冰商業化開採的步伐。」葉建良說。
廣東是距離試采現場最近的省份。葉建良表示,這次可燃冰試采工作,得到了廣東相關部門的支持。這次試采成功,或為廣東省藍色經濟注入新活力和新內容,可以從可燃冰科學理論、技術裝備製造,勘查試采、商業開採、完整工業體系上拉動相關產業發展。一旦天然氣水合物進入商業化開採,可以大大緩解包括廣東省在內的能源資源緊張局面。水合物資源的大開發也離不開以廣東為腹地的大力支持。葉建良建議,在加快推進水合物勘查開採產業化的進程中,廣東省可加大扶持與天然氣水合物開發相關配套產業,如海洋工程、海上油氣田開發企業及相關勘探研發單位,為天然氣水合物開發提早布局。
此部分文字:南方日報記者 馮善書 通訊員 陳惠玲
「藍鯨1號」有多大?
「藍鯨1號」長117米,寬92.7米,高118米,最大作業水深3658米,最大鑽井深度15240米,凈重43725噸,排水量高達69802噸,平移速度為每小時8節即12.8公里。整個甲板面積足足有一個標準足球場大。據介紹,建造這樣一座半潛平台,需要4萬多噸鋼材,其中超強超厚鋼佔到10%。
我國可燃冰勘探開發歷程
1999
我國首次在南海西沙海域發現可燃冰存在的地震反射證據—似海底反射界面(BSR)。
2004
首次在台西南盆地發現「九龍甲烷礁」。
2007
首次在南海神狐海域鑽探獲取實物樣品,使我國成為繼美國、日本、印度之後第四個通過國家級研發計劃在海底鑽探獲得可燃冰實物樣品的國家。
2013
在南海珠江口盆地東部海域首次鑽獲大量塊狀、脈狀、分散狀等多類型的高飽和度水合物樣品,首次證實超千億方級天然氣水合物礦藏。
2015
在南海北部神狐海域實現水合物鑽獲成功率100%,再次鑽探證實超千億方級天然氣水合物礦藏。利用自主研發「海馬」號深潛器在珠江口盆地西部海域發現 「海馬冷泉」,並利用大型重力活塞取樣器獲取塊狀水合物實物樣品。
2016
通過鑽探鎖定試采目標,系統獲取了試采目標井儲層關鍵數據,為試采實施奠定了堅實基礎。
2017
首次在世界上成功實現連續安全可控試采,實現了我國海域水合物試采歷史性突破。
文、圖/廣州日報全媒體記者黃丹彤 特約通訊員陳惠玲
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