海洋学
蓝色火焰,点亮第二个地调百年 Blue flame Light the Second Century—Long Period of china's Geological Survey
2017-09-23
      摘要:
      5月18日,由国土资源部中国地质调查局组织实施的海域天然气水合物勘查试采科技攻坚战宣告成功,这标志着中国在全球海域天然气水合物资源勘查开发领域实现了由“跟跑”到“领跑”的跨越,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影响。可燃冰试采成功是中国人民勇攀世界科技高峰的标志性成就,对推动能源生产和消费革命具有重要且深远的影响。我国深海试采可燃冰成功,标志着我国在深海进入、深海探测、深海开放等关键技术上取得了重大突破,打开了通往地球深部的一扇未来之门。
      On May18,China succeeded in mining combustible ice conducted by China Geological Survey,marking that China achieved the "run"to "lead"cross in global marine gas hydrate resources exploration development,which will ensure national energy security,promote green development and contribute to establish marine economic power.As a signature achievement of the Chinese technological summit,the success of combustible ice mining has important and far-reaching influence on the energy production and consumption revolution.It is a clear sign that China has achieved breakthrough in deep sea exploration etc.,opening a door towards deep earth in future.
      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。党中央、国务院历来高度重视天然气水合物资源的勘探开发工作,习近平总书记在中央财经领导小组第六次会议研究我国能源安全战略时,对天然气水合物勘查开发作出重要指示。国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要将“推进天然气水合物资源勘查与商业化试采”列入能源发展重大工程。
      党的十八大以来,党中央科学把握当今世界和当代中国的发展大势,顺应实践要求和人民愿望,推出一系列重大战略举措,出台一系统重大方针政策,推进一系列重大工作,解决了许多长期想解决而没有解决的难题,办成了许多过去想办而没有办成的大事。
      国土资源部中国地质调查局围绕支撑服务国家能源资源安全保障,深入实施国家创新驱动发展战略,全面落实国土资源“三深一土”科技创新战略,精心实施海域天然气水合物勘查试采科技攻坚战,成功实现我国首次海域天然气水合物试采,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,实现了历史性突破,用18年的时间赶超了国外近60年的发展历程。
      中国历程
      从落后到领跑,18年的奋起直追
      我国天然气水合物资源调查与评价工作起步晚、起点低。1999年,国土资源部中国地质调查局启动实施南海北部陆坡天然气水合物资源调查,“奋斗五号”调查船打响了天然气水合物地震调查的“第一炮”,掀起了我国海域天然气水合物调查的序幕。科研人员经过连续奋战,终于在西沙海域多道地震剖面上发现天然气水合物存在的标志似海底反射(BSR),时任国务院副总理温家宝批示“在南海发现天然气水合物存在的似海底反射波,意味着这类新资源在我国零的突破”。
      2002年,我国正式启动天然气水合物资源调查与评价,进入大规模、多学科、多手段综合调查评价阶段。2004年,中德合作的“太阳号”调查船在东沙群岛东北部陆坡发现指示天然气水合物渗漏标志的碳酸盐岩区,并命名为“九龙甲烷礁”。2007年,首次在南海北部神狐海域钻获天然气水合物实物样品,我国成为继美国、日本、印度之后第四个通过国家级研发计划钻获海底实物样品的国家,初步查明南海北部天然气水合物资源前景,为下一步资源勘查试采提供了选区依据。2008年,首次在祁连山冻土区钻获天然气水合物实物样品,证实了我国陆域冻土区天然气水合物资源的存在。
      2011年,我国启动实施天然气水合物资源勘查与试采,取得了一系列找矿重大突破成果,建立了自主的勘查试采技术和装备,建设了国际先进的天然气水合物试验基地,培养了一支包括理论研究、技术研发、实验模拟、钻探工程等多专业的科技人才队伍。2013年,在南海北部珠江口盆地东部海域5个站位钻获高纯度天然气水合物实物样品。2014年,我国成功举办第八届国际天然气水合物大会,国际同行高度评价我国在天然气水合物领域取得的成就。2015年,在南海北部神狐海域19个站位实施钻探,均发现天然气水合物。同年,利用自主研发的“海马”号非载人遥控探测潜水器(ROV)在珠江口盆地西部海域发现活动性冷泉,命名为“海马冷泉”,并使用重力取样器首次获取块状天然气水合物实物样品。2016年,在南海北部神狐海域选定试采目标区和井位。目前,在南海北部完成高分辨率多道地震16.7万千米,钻探井88口,圈定11个有利远景区,19个成矿区带,发现了两个超千亿立方米级的矿藏;建立了一套精准高效的勘查评价、找矿预测、实验模拟技术体系,初步预测我国海域天然气水合物资源量约800亿吨油当量。
      中国智慧
      实现一系列重大自主创新
      自上世纪60年代以来,可燃冰一直被认为具有巨大的潜在价值。虽然多个国家努力研究,但是因为各种原因,大规模开采可燃冰尚未实现。
      除中国外,美国、日本、印度、韩国和加拿大等国也在实施可燃冰开采研究项目。除中国宣布在南海试采可燃冰成功之外,美国、日本也宣布了有关可燃冰开采的消息。
      在全球各国围绕可燃冰开采利用开展的“竞赛”中,中国能够率先拔得头筹,实属不易。本次试采成功是我国首次成功实现资源量占全球90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采。中国地质科技工作者的不懈探索,为我国实现天然气水合物产业化开发利用提供了技术储备,积累了宝贵经验,取得了理论、技术、工程和装备的自主创新。
      实现三项重大理论自主创新。建立了“两期三型”成矿理论,指导在南海准确圈定了找矿靶区;创建了天然气水合物成藏系统理论,指导试采实施方案的科学制订;创立了“三相控制”开采理论,指导精准确定试采降压区间和路径。
      实现六大技术体系二十项关键技术自主创新。包括“地层流体抽取”、未成岩超细储层防砂和天然气水合物二次生成预防3项防砂技术,储层快速精细评价、产能动态评价等3项储层改造技术,窄密度窗口平衡钻井、井口稳定性增强和井中测试系统集成3项钻完井技术,无人遥控潜水器探测技术、保压取样技术、海洋高分辨率地震探测技术和海洋可控源电磁探测4项勘查技术,微观测试、开采现场测试、地球物理与地球化学参数模拟实验和开采模拟实验4项测试与模拟实验技术,多学科多手段环境评价、立体环境监测和井下原位实时测量3项环境监测技术。
      实现三项重大工程管理系统自主创新,包括目标导向的顶层设计系统、“四轮驱动”的协调运行系统、“四性统一”的施工保障系统。中国地质调查局瞄准实现天然气水合物勘探开发领跑的目标,科学制订方案,组建以中国地质调查局为核心的专业齐全、结构合理、特色鲜明的科技攻坚团队;同步推进试采目标井位优选、技术研发、平台装备工艺、安全与环境监测评估等4项核心准备工作,实现试采各环节有序衔接、各项工作互相促动,达到整体最优的目标;坚持“目的性、系统性、创新性、安全性”相统一,严格按照试采技术方案精心实施;根据现场情况,大胆创新,及时优化、完善施工方案。
      实现七项重大技术装备自主创新,研制了我国第一台4500米作业级无人遥控探测潜水器“海马”号,研发了天然气水合物保温保压取样装置、海底可控源电磁探测系统、天然气水合物试采大型模拟实验装置,研制了适合试采储层特点的防砂筛管、用于实时监测海底形变的地震监测仪,利用我国自主设计建造了超深水半潜式钻井平台“蓝鲸Ⅰ号”。
      中国担当
      实现试采环境安全防控
      在试采过程中,环境始终是公众最为关注的话题。如何既能得到这种能量巨大的清洁型能源,又将对环境产生的影响控制在最低?中国地质调查局交出了一份让人满意的答卷。
      项目组始终坚持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,制订了全流程科学、安全的环保施工方案,并在施工过程中严格遵守。在试采前,项目组开展了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,项目组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、二氧化碳及海底沉降等参数进行实时监测,最终与原始数据对比显示,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。
      中国方案
      影响全球能源供应格局
      我国天然气水合物试采成功的消息一经发布,全球多家主流媒体第一时间进行了报道和转载,纷纷点赞天然气水合物试采成功的“中国方案”,认为我国在该领域的技术已达到世界最先进的水平,未来将对全球能源供应格局产生深远的影响。
      俄罗斯媒体指出,“如果中国确能成功实现工业开发可燃冰,那么中国在同美国争夺世界最发达经济体的战役中又多了一张非常重要的王牌”。《香港大公报》评论的标题是“日本两试俱败,中国一战功成”。新加坡《联合早报》文章称“这标志中国在这一领域综合实力已达到世界顶尖水平”。英国《每日邮报》用“里程碑式”来形容这一成果。
      世界各国专家学者对我国天然气水合物试采成功给予了极高的评价,认为中国在泥质粉砂储层试采成功创造了奇迹。
      国际地质科学联合会发来的贺信指出“此次成功不仅为中国而且为人类能源资源利用做出了重大贡献”。近期在韩国举行的第二届中日韩地质调查论坛以及在美国举行的第九届国际天然气水合物大会上,国际同行对我国在世界最高难度的泥质粉砂储层成功试采天然气水合物赞叹不已。国际能源署负责人法提赫·比罗尔在第22届世界石油大会上称赞,“作为能源研发领域领先的国家,中国通过试采可燃冰再次发挥领导力”。
      在南海神狐这片充满诗情画意的纯净海域,蓝色的火焰熊熊燃烧了整整60天,照亮了广袤的南海,点燃了中国地质调查第二个百年大业的序章。多少梦想,多少期待,此时此刻终于成为美好的现实;多少艰辛、多少心血,此时此刻终于有了最好的回报。我国在南海神狐海域的第一口天然气水合物试采井树立起一座能源领域科技发展的丰碑,将奇迹般地载入史册。
      回眸过去,我们倍感骄傲自豪;展望未来,也深感责任重大。正如中共中央、国务院贺电提出,海域天然气水合物试采成功只是万里长征迈出的关键一步,后续任务依然艰巨繁重。国土资源部中国地质调查局将认真贯彻落实中共中央、国务院对海域天然气水合物试采成功的贺电精神,按照国土资源部党组的决策部署,联合国内优势力量,共同推进天然气水合物勘查开采产业化进程,推进绿色发展,保障国家能源安全,以更加优异的成绩迎接党的十九大胜利召开。
      
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中国矿业报
2017年09月23日