還在為可燃冰開發的環境問題擔心？海洋地質專家告訴你：可燃冰安全綠色開發，可以實現！

來源：地礦之聲

6月2日，國土資源部召開南海神狐海域天然氣水合物試采成功新聞發布會，介紹了試采最新進展及取得的重大成果，也回答了記者有關天然氣水合物（俗稱「可燃冰」)開發對環境影響的提問。

其實，關於可燃冰開採過程中是否會引發環境問題，一直是社會對這一新型能源重點關注的焦點之一。今天請聽中國地質調查局發展研究中心海洋地質研究室有關專家的解答。

可燃冰試採獲得圓滿成功

自20世紀80年代以來，許多國家有計劃地實施深海可燃冰戰略性綠色能源調查，發現海底可燃冰資源潛力極其巨大。2011年美國能源部國家能源實驗室《天然氣水合物能源資源潛力》研究報告發布全球可燃冰資源量相當於20萬億油當量，是當前已發現的煤、石油、天然氣等常規化石能源碳總量的兩倍。目前，結合我國調查最新結果，估算我國海域可燃冰資源量達800億噸油當量。

為提前做好未來戰略性資源開發利用的技術儲備，2002年、2007年、2008年、2012年，美國、加拿大、日本等國家聯合在加拿大的馬更些三角洲、美國阿拉斯加等陸地凍土區進行可燃冰試采。

日本在總結陸地可燃冰試采經驗的基礎上，於2013年3月12日首次在其海域水深約1000米的海底進行可燃冰試采，利用深潛泵將井底從最初的13.5兆帕降低到4.5兆帕，致使可燃冰失壓分解，在產生甲烷氣體過程，由可燃冰分解水從儲層中帶出大量的砂子，堵塞了井壁網孔，迫使試采於3月18日終止，6天共產出天然氣約12萬立方米，平均日產天然氣2萬立方米；2017年5月4日，日本在其相同海域水深約1000米海底以下350米的含可燃冰儲層，使用降壓法和具有記憶功能的不鏽鋼防砂網(GeoFORM防砂系統)進行試采，又因出砂堵塞防砂系統於5月15日中止，共產出天然氣約3.5萬立方米。

我國本次的試采作業區位於珠海市東南320千米的神狐海域，開採的是水深1266米海底以下203～277米的天然氣水合物礦藏。

3月28日，第一口試采井開鑽。從5月10日下午14時52分點火成功至5月26日，試采井連續產氣16天，平均日產超過1萬立方米。到5月18日上午10時，連續產氣近8天，平均日產超過1.6萬立方米，超額完成「日產萬方、持續一周」的預定目標。

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國土資源部部長姜大明在現場宣布我國海域天然氣水合物首次試采成功，中共中央、國務院發來賀電。

5月27日開始，按照施工方案開展溫度、壓力變化對儲層、井底、井筒、氣體流量等影響的科學測試研究工作。截至目前，已連續產氣超過22天，平均日產8350立方米，氣壓氣流穩定，井底狀態良好。

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試采安全評估和環境監測結果顯示，鑽井作業安全，海底地層穩定，大氣和海水甲烷含量無異常變化。

高度重視可燃冰開採的環境影響

此前，一直有個別專家和學者以及社會各界的部分同志，對可燃冰可能引發重大環境惡變表示擔憂。有的人認為，開採方法不當，或引起甲烷氣體泄漏造成嚴重的溫室效應，或導致海底大型塌陷、滑坡、崩塌等地質災害，引發地震、海嘯等災害。還有人認為，全球變暖或海面下降，將引起可燃冰分解並釋放大量甲烷氣體，產生大氣污染，加劇全球溫室效應，甚至導致生物大滅絕。

其實，真的沒有有些人想像的那麼可怕！

中國地質調查局自組織實施可燃冰調查以來，直到試采前後，一直進行環境監測與對此分析，未發現空氣、海面、表層海水有甲烷污染。

通過海洋可燃冰試采案例，我們可進一步了解到，當鑽頭抵達賦存於水深1000米、1266米海底沉積物中的可燃冰時，井底大氣壓處於13?14個兆帕(130?140個大氣壓)，需要採取深潛泵抽取降壓技術，方可使可燃冰失壓分解。而不是人們憑空想像的那樣，可燃冰一旦被鑽探觸及，立即引起降壓分解，甚至難於控制其流量。

對於海底地層失衡出現塌陷等災害，人們也不必過於擔憂。其一，目前試采可燃冰的最大日產量僅3.5萬立方米天然氣，產氣量很少，不會引起海底塌陷，滑坡、崩塌等地質災害；其二，即使未來大規模開發，由於可燃冰儲層厚度相對較小，產氣周期長，海底地形變化的速度將非常緩慢，期間可通過填充二氧化碳氣體，將其轉化為二氧化碳水合物，從而佔據可燃冰曾經賦存的空間，更好地維護海底沉積層的穩定。

根據可燃冰地球化學調查結果，發現海底可燃冰受地質構造作用或深部熱解氣影響，導致溫度升高時，出現可燃冰分解後天然氣逃逸，主要呈現冷泉、泥火山、底劈構造等形式，但是在其逃逸過程中，會被與可燃冰有關的大量化學自養生物群落所吞噬，如細菌席、深海雙殼類(包括貽貝、蛤類、管蠕蟲、冰蠕蟲等)，甚至被海水氧化分解，幾乎難以逃入距離海底500米以上的海水範圍內。這表明，在可燃冰開採過程中，即使有微量的甲烷泄漏，同樣會被海底大量的化學自養生物群落所吞噬，使其難以逃入大氣中。

更重要的是，當前的鑽井技術、固井技術、井控技術、完井技術、監測技術等已相對成熟，且不斷發展。開採前進行細緻的井場工程地質調查，制定科學的開採技術方案，優化設備最佳組合，完善安全保障措施等，都可以有效避免因工程重大事故導致甲烷氣體泄漏。

如今，我國通過長期的室內試采模擬實驗，已自主研製了試采技術裝備、工藝流程和防砂堵塞等關鍵技術，在環境監測方面則實現了多學科多手段環境評價、立體環境監測和井下原位實時測量技術。

中國地質調查局始終把環境保護放在突出位置，此次試采，充分考慮了各種環境風險因素，制定了全流程的科學、安全、環保施工方案，並在施工過程中嚴格遵守。試采前，開展了多個航次的環境基線調查，獲取了海洋地質、海洋生物、海水化學等本底數據，以及海底地層力學參數等。

試採過程中，按照國際通用的環境管理體系、工藝安全風險管理等標準，採取嚴格的環境保護措施。利用大氣、海水、海底和井下四位一體監測體系，對甲烷、二氧化碳等參數及海底沉降進行實時監測，與本底數據對比顯示，甲烷等參數無異常變化，海底地形無變化，沒有環境污染，未發生地質災害。

試采結束後，還將繼續進行全方位的立體環境監測，獲取海洋環境參數，評價天然氣水合物環境效應，為制定天然氣水合物開採的環境保護方案提供科學依據。同時，圍繞環境保護進一步完善理論技術方法體系，為安全可控的資源開發創造條件；加強環境保護與安全生產技術研發，實現天然氣水合物綠色開發。

安全開發海底可燃冰造福人類

再來看看全球氣候變化與海平面上升，能否引發海底可燃冰因環境失穩而大量泄漏？

對於可燃冰，自然界可燃冰是在高壓（3?30個兆帕）、低溫（0℃?16℃）環境下，由天然氣與水結合形成的似冰狀物質，海底可燃冰主要賦存在陸坡水深800?3000米海底之下幾米至500米厚(最大約1000米厚)的沉積物中，海底表面極少存在。當海底之下的可燃冰儲層溫度升高，或壓力降低時，可引起可燃冰分解產生甲烷。

我們來逐一分析。

海水溫度在垂直分布上大致分為三個層，上層為混合層，由水面至水深50米，水層接近等溫；中層為溫度躍層，水深一般50?200米(個別達350米)，水溫隨深度會急劇降低，溫度梯度變化大；下層為冷水層，水深200米以下，水溫隨深度降低十分緩慢。水深200米以下(保守說法600米以下)，其不同水深處的水溫幾乎長期保持相對穩定狀態，表明不論太陽輻射能量和全球氣候在晝夜、月度、年度，甚至近百年如何變化，難於引起水深600米以下的水溫變化。

所以說，即使全球變暖，其緩慢的溫度升高，也難以影響到水深1000米及更深的海底表面溫度升高，更難以引起海底之下可燃冰儲層溫度升高。

海平面的大範圍降低或升高，一般在全球性冰期或間冰期時出現。據科學考證，距今7?1.2萬年是全球最近的一次冰期，當時全球氣候急劇變冷，冰川大幅度向南推進，全球冰川面積擴展到4960萬平方公里，使得3.6億平方公里的大洋水位下降了100多米，最大約150米。

在距今1.1萬年，全球氣候開始迅速轉暖，大部分冰川消融，海平面基本恢復到以往水平。據科學推測，如果現今地表冰體全部融化，則全球海平面將會上升80?90米，那麼海底壓力將會增大，更有助增加海底可燃冰的穩定性。

假設地球現在馬上進入新的冰期，海平面可能會降低100多米，海底壓力會有所減小，但在可燃冰分布區域的海底遠遠大於3個兆帕(30個大氣壓)，高壓和低溫環境完全滿足可燃冰賦存條件，難以導致海底可燃冰環境失穩而大量泄漏。

顯而易見，當全球變暖或海面下降，以及當前試采和未來商業開發進程中，只要我們高度重視環境問題，加強開採安全與環境評價，建立相應的動態監測、災害預警和控制技術，可燃冰將成為可大規模開發利用的清潔能源，從而造福人類。

請大家更多地關心和支持我國可燃冰開採關鍵技術攻關事業，推進可燃冰高效快速分解技術發展，不斷突破大規模商業化生產利用技術難關，進一步提高產量、降低成本，加快商業化開發進程，為經濟社會可持續發展、海洋生態文明建設提供有利保障！

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