可燃冰的發(fā)現(xiàn)開采史

提起能源，你會想到什么？煤、石油、天然氣？估計很難想到冷冷的冰吧。

2017年，我國科研工作者將蘊(yùn)藏在海底的可燃冰點燃為熊熊火焰。今天，捷報再傳——我國海域天然氣水合物第二輪試采成功。“神狐火炬”再一次點亮新能源時代曙光！

振奮之余，會發(fā)現(xiàn)正是無數(shù)前輩對可燃冰的不斷探索，共同奏響了一曲“冰”與火之歌。

發(fā)現(xiàn)：從試管到管道

提到可燃冰，要從一名科學(xué)家——漢弗萊.戴維開始說起。

1810年，漢弗萊· 戴維和他的學(xué)生法拉第在實驗室中，將氯氣通入水中。令他們沒想到的是，水竟然凝固形成了“冰”，氯氣水合物首次被合成。次年，漢弗萊提出了“氣水合物”一詞，并沿用至今。這是人們與可燃冰的初次偶遇。

20世紀(jì)30年代，各國為輸送天然氣鋪設(shè)了輸氣管道，但一些管道經(jīng)常被奇怪的“冰塊”堵住，它們來路不明且相當(dāng)頑固?？茖W(xué)家們對這些“冰塊”的結(jié)構(gòu)和成分進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)它們由天然氣和水混合而成，可燃冰以“麻煩制造者”的身份再次登上歷史舞臺。只不過在當(dāng)時，研究人員考慮的是如何消除這些“麻煩”。

1948年，前蘇聯(lián)科學(xué)家根據(jù)人為環(huán)境中可燃冰產(chǎn)生的條件作出推測：如果滿足低溫高壓、有氣有水的條件，也可能有天然可燃冰存在。20世紀(jì)60年代，上述推測被證實，可燃冰礦藏在西西伯利亞凍土地區(qū)麥索雅哈氣田被發(fā)現(xiàn)。

直到1971年，美國學(xué)者在深海鉆探巖心中首次發(fā)現(xiàn)海洋天然氣水合物，“天然氣水合物”（即可燃冰）概念才正式被提出。

上世紀(jì)80年代，人們發(fā)現(xiàn)海底天然氣水合物伴生存在海底甲烷冷泉、海底天然氣滲漏附近。此后，可燃冰在世界范圍內(nèi)不斷被發(fā)現(xiàn)，被譽(yù)為21世紀(jì)最理想的潛在替代能源。

探索：20載，從“跟跑”到“領(lǐng)跑”

對于我國來說，可燃冰是既古老又年輕的能源種類?！肮爬稀痹谟谄湫纬傻牡刭|(zhì)年代久遠(yuǎn)，而“年輕”則在于我國對其研究的時間較晚。

20世紀(jì)80年代中期，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展步入快車道，常規(guī)油氣資源供需矛盾越來越大，地質(zhì)人開始關(guān)注到國際上可燃冰有關(guān)報道和研究成果。

1999年，國家設(shè)立天然氣水合物調(diào)查研究專項，我國可燃冰研究步入加速發(fā)展階段。同年，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局（簡稱“廣海局”）在南海北部西沙海域開展了可燃冰前期調(diào)查，發(fā)現(xiàn)了其存在的重要地震標(biāo)志，第一次在我國海域找到了可燃冰的蹤影。

可以說，我國可燃冰實質(zhì)性調(diào)查與研究就此展開。隨后，廣海局?jǐn)U大調(diào)查范圍和戰(zhàn)果，在我國南海北部多處海區(qū)發(fā)現(xiàn)了可燃冰蹤跡。

2002年，我國正式啟動了為期10年的中國海域可燃冰資源調(diào)查與研究專項。隨后，初步圈定出可燃冰資源遠(yuǎn)景最有利的重點目標(biāo)區(qū)，持續(xù)開展探測關(guān)鍵技術(shù)等研究。

2007年，我國在南海北部神狐海域?qū)嵤┝耸状慰扇急@探，成功獲得實物樣品，成為繼美國、日本、印度之后第4個通過國家計劃在海底鉆獲可燃冰實物樣品的國家。

2011年，可燃冰調(diào)查進(jìn)入全新階段。為盡早開發(fā)利用可燃冰，我國啟動了可燃冰勘查與試采專項工作。

2013年，廣海局在珠江口盆地東部海域鉆獲了多種類型可燃冰樣品，并發(fā)現(xiàn)超千億方級可燃冰大型礦藏。2015年，廣海局在珠江口盆地西部海域首次發(fā)現(xiàn)大型活動冷泉——“海馬冷泉”，采獲大量淺表層可燃冰實物樣品。這些都為后續(xù)試開采提供了必要條件。

2017年，我國迎來了“可燃冰收獲年”。經(jīng)過近20載研究和技術(shù)積累，中國首次海域天然氣水合物（可燃冰）試采成功，并實現(xiàn)連續(xù)試氣點火60天，創(chuàng)造了產(chǎn)氣時長和總量的世界紀(jì)錄。

這一壯舉實現(xiàn)了我國在新型能源勘探開發(fā)領(lǐng)域從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的歷史性跨越，對于推動能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命具有里程碑意義。

創(chuàng)新：“中國技術(shù)”邁向未來

可燃冰作為未來全球能源發(fā)展的戰(zhàn)略制高點，具有燃燒值高、儲量大、污染小等特點。國際上對于可燃冰的研究一直處于活躍狀態(tài)。

美國、俄羅斯、加拿大、荷蘭、日本、印度等國已對可燃冰進(jìn)行了廣泛勘探。美國、加拿大在陸地上進(jìn)行過試采，但效果不理想。日本于2013年在其南海海槽進(jìn)行了海上試采，但因出砂等技術(shù)問題失敗。2017年4月，日本在同一海域進(jìn)行第二次試采，后再次因出砂問題而中止產(chǎn)氣。韓國、越南、菲律賓、印度尼西亞等國家也制定了可燃冰試采計劃。

相對于其他國家來說，我國可燃冰采區(qū)水深大、儲層埋藏淺，且我國南海為泥質(zhì)粉砂型儲層，砂細(xì)導(dǎo)致滲透率更差，這些都增加了開采施工難度。

對此，中國在2017年的第一次試采中利用降壓法，打破了可燃冰儲層的成藏條件，之后再將分散在類似海綿空隙中的可燃冰聚集，利用我國自主研發(fā)的一整套水、沙、氣分離核心技術(shù)最終將天然氣取出。

這是我國首次、也是世界首次成功實現(xiàn)資源量占全球90%以上、開發(fā)難度最大的泥質(zhì)粉砂型天然氣水合物安全可控開采。我國的技術(shù)突破，對于全世界而言更具有可參考和借鑒的價值。

當(dāng)前，我國海域天然氣水合物第二輪試采攻克了深海淺軟地層水平井鉆采核心關(guān)鍵技術(shù)，自主研發(fā)了一套實現(xiàn)天然氣水合物勘查開采產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)裝備體系，實現(xiàn)從“探索性試采”向“試驗性試采”的重大跨越。

縱觀歷史，展望未來?？扇急辉偈前倌昵皩嶒炇业漠a(chǎn)物或是堵塞油氣管道的“麻煩”，而是造福于人類，清潔高效的新型能源。

相信在不久的將來，隨著可燃冰商業(yè)開采的到來，它將逐漸走入你我的生活。讓我們拭目以待吧

（i自然全媒體）