提起能源，人們想到的往往是煤、油、氣點燃的火炬而不會是冷冷的冰塊，但中國科技工作者已經(jīng)可以將蘊藏在海底的“冰塊”點燃成熊熊燃燒的火焰，讓“冰火交融”從夢想變成現(xiàn)實。 從5月10日起，源源不斷的天然氣從1200多米的深海底之下200多米的底層中開采上來，點燃了全球最大海上鉆探平臺“藍鯨一號”的噴火裝置。這是我國首次、也是全球首次對資源量占比90%以上、開發(fā)難度最大的泥質(zhì)粉砂型儲層可燃冰成功實現(xiàn)試采。這次試采不僅對我國未來的能源安全保障、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)具有重要意義，甚至可能給世界能源接替研發(fā)格局帶來改變。不過，我國實現(xiàn)可燃冰的商業(yè)性開發(fā)，還很遙遠(yuǎn)。
中國首次海域可燃冰試采成功。
國土資源部部長姜大明5月18日對外宣布，5月10日起，我國從南海神狐海域水深1266米海底以下203-277米的天然氣水合物（也即可俗稱的“可燃冰”）礦藏實現(xiàn)連續(xù)187個小時的穩(wěn)定產(chǎn)氣。
姜大明表示，這意味著我國首次、也是全球首次對資源量占比90%以上、開發(fā)難度最大的泥質(zhì)粉砂型儲層可燃冰成功實現(xiàn)試采。
對此，廈門大學(xué)中國能源政策研究院院長林伯強對21世紀(jì)經(jīng)濟報道記者分析，這是中國乃至全球可燃冰開采史上的一件大事，但這只是試采，而不是工業(yè)化和商業(yè)化開采。它的主要意義在于重新喚起全球?qū)扇急年P(guān)注和重視，吸引更多的國家可燃冰開采技術(shù)的投入和攻關(guān)。
國土部中國地質(zhì)調(diào)查局副局長李金發(fā)預(yù)計，2030年以前，我國將實現(xiàn)可燃冰的商業(yè)性開發(fā)。
首次試采超出預(yù)期
所謂可燃冰在地質(zhì)上被稱為天然氣水合物（Natural Gas Hydrate），一種由水分子和氣體分子組成的類冰狀籠形包合物，從中能分離出甲烷（即天然氣）。
由于可燃冰因外形酷似冰，因此被稱之為冰，又因其可以像固體酒精一樣被直接點燃，所以被稱為“可燃冰”。
根據(jù)科學(xué)家較為一致的資源評價，全球天然氣的儲量為2×10^16立方米，是剩余天然氣儲量（1.56×10^14立方米）的128倍，是目前最熱門的非常規(guī)天然氣資源量（923萬億立方米）的20多倍，前景廣闊，因為被稱為“屬于未來的能源”。甚至有科學(xué)家提出，僅僅是海底的可燃冰儲量，就足夠人類使用1000年。
具體到中國，南海海域是我國可燃冰最主要的分布區(qū)，也是我國可燃冰成礦條件和找礦前景最好的地區(qū)、調(diào)查研究程度最高的地區(qū)。
此次南海神狐海域天然氣水合物試采由國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局負(fù)責(zé)，中石油集團下屬的中國石油海洋工程公司是這次試開采工程的總承包商。
在2016年，地質(zhì)調(diào)查工作人員圍繞試采在神狐海域開展鉆探站位8個，全部發(fā)現(xiàn)可燃冰。
中國地質(zhì)調(diào)查局基礎(chǔ)部副主任、試采現(xiàn)場指揮部辦公室主任邱海峻解釋，“2016年3月，我們正式開始準(zhǔn)備可燃冰試開采，當(dāng)時定下的開鉆時間為2017年3月28日，就是說自開始準(zhǔn)備至開鉆僅有一年時間，如果不是之前持續(xù)拼搏積累下海量的地質(zhì)數(shù)據(jù)，就不可能按時完成任務(wù)?！?/p>
中國地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局礦產(chǎn)所水合物室主任、試采工程實施項目負(fù)責(zé)人陸敬安介紹，勘探顯示，神狐海域有11個礦體、面積128平方公里，資源儲存量1500億立方米，相當(dāng)于1.5億噸石油儲量。
截至5月18日10時，累計產(chǎn)氣超過12 萬立方米，最高產(chǎn)量達3.5萬立方米/天，平均日產(chǎn)1.6萬立方米，其中甲烷含量最高達99.5%，超出了預(yù)期目標(biāo)。
這標(biāo)志著我國實現(xiàn)了首次試開采的成功。對此，李金發(fā)解釋，所謂成功試采，第一每日試采的取氣量要達到一萬立方米以上，第二是連續(xù)產(chǎn)氣一周。我們所有的指標(biāo)都超過了預(yù)定目標(biāo)。所以我國是世界海域天然氣水合物開發(fā)成功的第一個國家。
此前，日本于2013年在愛知縣東南部的海槽進行了可燃冰試采，但因出砂等技術(shù)問題在第6天之后被迫停止，在6天的時間內(nèi)提取了12萬立方米天然氣。2017年4月，日本在同一海域進行第二次試采，第一口試采井累計產(chǎn)氣3.5萬立方米，5月15日再次因出砂問題而中止產(chǎn)氣。
所謂出砂即油氣水井在生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)壓差過大、砂巖油氣層巖石膠結(jié)疏松等原因，使地層砂流入井筒，堵塞油氣通道，造成油氣井停產(chǎn)的現(xiàn)象。
對此，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局前總工程師黃永祥對21世紀(jì)經(jīng)濟報道記者分析，“相比日本在試采的時遇到了試驗儲層有細(xì)砂的問題，我們比較幸運。我們的試驗儲層主要是特別細(xì)小的泥質(zhì)粉砂，很容易被過濾掉，不會堵塞出氣管道。”
黃永祥解釋，從技術(shù)裝備的水平來看，我們與世界同步，但沒有充分的理由說我們的技術(shù)裝備水平就一定比日本更高。
商業(yè)化開采之路依然遙遠(yuǎn)
值得關(guān)注的是，此次試采做到了安全生產(chǎn)和環(huán)境友好，而安全和環(huán)境問題通常被認(rèn)為是可燃冰開采的重大挑戰(zhàn)。
此次的試采方案，一方面根據(jù)水合物區(qū)海底地形地貌特征、工程地質(zhì)特征、水合物儲層特征，通過合理設(shè)計井位及降壓方案，從工程設(shè)計上避免發(fā)生甲烷泄漏所引發(fā)的環(huán)境問題和災(zāi)害問題。
另一方面，通過布設(shè)海底地形、氣體滲漏等監(jiān)測設(shè)備，構(gòu)建了海水-海底-井下一體化環(huán)境安全監(jiān)測體系，實現(xiàn)對溫度、壓力、甲烷濃度及海底穩(wěn)定性參數(shù)的實時、全過程監(jiān)測。
對此，國土部中國地質(zhì)調(diào)查局局長鐘自然表示，本次可燃冰試采成功，一方面，可以檢驗我們前期形成的理論技術(shù)和裝備體系的科學(xué)性；另一方面，通過開展大規(guī)模專業(yè)高難度的聯(lián)合科技攻關(guān)，可以促使技術(shù)人員迅速掌握深海進入、深海探測和深海開發(fā)技術(shù)，推進可燃冰資源商業(yè)性開發(fā)的進程。
“我們這次試采成功只能算是初步成功，按照每天一萬立方米以上的產(chǎn)能是成功的。如果是每天2萬立方米或者更高的的目標(biāo)，是否還能做到安全生產(chǎn)和環(huán)境友好，還存在很多的不確定性?！绷植畯姺治觥?/p>
李金發(fā)透露，下一步，試開采團隊將繼續(xù)在附近海域進行2-3個不同礦區(qū)和類別的試開采工作，積累經(jīng)驗，為在2030年前進行可燃冰商業(yè)開發(fā)打下基礎(chǔ)。
黃永祥介紹，一般來說，在一個試驗儲層達到預(yù)期生產(chǎn)時間和產(chǎn)量的試采目標(biāo)之后，不會繼續(xù)投入試采。雖然這次沒有公布試采的成本，但預(yù)計資金投入規(guī)模很大。
值得注意的是，中國可燃冰開發(fā)前景廣闊。根據(jù)2016年發(fā)布的《中國能源礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查報告》統(tǒng)計，我國可燃冰預(yù)測遠(yuǎn)景資源量超1000億噸油當(dāng)量，前景誘人。
資料顯示，我國可燃冰主要分布在南海海域、東海海域、青藏高原凍土帶以及東北凍土帶。
根據(jù)中石油的粗略估算，其資源量分別約為64.97×10^12立方米、3.38×10^12立方米、12.5×10^12立方米和2.8×10^12立方米。
其中，南海北部陸坡的可燃冰資源量達到185億噸油當(dāng)量，相當(dāng)于南海深水勘探已探明的油氣地質(zhì)儲備的6倍，達到我國陸上石油總量的50%。
“我們的可燃冰開采裝備和技術(shù)還有待突破，未來還要研發(fā)專門的可燃冰開采技術(shù)和鉆井船舶裝備以及防止甲烷泄漏和海底塌方的技術(shù)。”黃永祥分析。
林伯強指出，可燃冰商業(yè)化之路還比較遙遠(yuǎn)，這也是此次試采成功并沒有在國際上引起巨大反響的原因之一，因為大家都知道可燃冰商業(yè)化開采的難度之大。
中國工程院金慶煥院士曾經(jīng)在國家能源局和中國工程院舉辦的第二屆能源論壇上表示，基于我國可燃冰調(diào)查研究和技術(shù)儲備的現(xiàn)狀，結(jié)合國外可燃冰試開采的進展，判斷2020年前后能夠?qū)崿F(xiàn)可燃冰開采技術(shù)和裝備的突破，完成可燃冰的工業(yè)化起步，2030年前后可能實現(xiàn)可燃冰的商業(yè)化開采。
資料顯示，國際上主流的可燃冰開發(fā)方法，主要有熱激發(fā)法、減壓法、化學(xué)實際注入法、固體開采法、二氧化碳致?lián)Q法以及多種開發(fā)模式組合，但這些方法還存在生產(chǎn)效率低、開采條件要求高、所有材料昂貴和環(huán)境風(fēng)險大的問題，需要進一步完善。
“可燃冰開發(fā)技術(shù)和裝備是一種面向未來的儲備，單靠一個國家很大實現(xiàn)根本性突破。只有當(dāng)越來越多的國家加入到可燃冰技術(shù)的研究當(dāng)中，才有可能實現(xiàn)質(zhì)變?！绷植畯姺治觥?/p>
