2020年3月26日,我國海域天然氣水合物(又稱“可燃冰”)第二輪試采成功的消息再一次讓國人贊嘆。
由自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局組織實(shí)施的我國海域天然氣水合物第二輪試采日前取得成功。
第二輪試采現(xiàn)場
在水深1225米的南海神狐海域,試采創(chuàng)造了“產(chǎn)氣總量86.14萬立方米,日均產(chǎn)氣量2.87萬立方米”兩項(xiàng)新的世界紀(jì)錄。
這是落實(shí)新發(fā)展理念、實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的具體行動(dòng),這是把地質(zhì)調(diào)查與科技創(chuàng)新相融合的生動(dòng)案例。以中國地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局為主體的70余家單位近千名業(yè)務(wù)骨干,經(jīng)過兩年多的集中攻關(guān),150多天在海上的連續(xù)作戰(zhàn),抗疫情、攻難關(guān)、攀高峰,圓滿完成目標(biāo)任務(wù)。試采取得的重大突破,對(duì)加快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程意義重大。
技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程提速
科技創(chuàng)新和信息化是中國地質(zhì)調(diào)查局開展科技創(chuàng)新工作的指導(dǎo)思想,也是地調(diào)人的行動(dòng)指南。正是依靠科技創(chuàng)新,中國地質(zhì)調(diào)查局又一次在南海萬里碧波上創(chuàng)造了中國奇跡,為世界新能源革命寫下了濃墨重彩的一筆。
探測新能源天然氣水合物,一場追趕世界的競賽。我國天然氣水合物調(diào)查起步較晚,20世紀(jì)90年代初才開始關(guān)注國外有關(guān)的報(bào)道和研究成果。1999年,中國地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局開始天然氣水合物調(diào)查,彼時(shí),美、加、日等國已深入開展天然氣水合物理論研究,鉆探獲得了天然氣水合物的實(shí)物樣品。
雖然起步晚、起點(diǎn)低,但中國地質(zhì)調(diào)查人堅(jiān)持依靠科技創(chuàng)新,刻苦鉆研,一步一個(gè)腳印完成了對(duì)世界先進(jìn)水平的趕超——2017年5月18日我國南海神狐海域天然氣水合物第一輪試采成功,實(shí)現(xiàn)了理論、技術(shù)裝備和工程的重大創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)了由“跟跑”到“領(lǐng)跑”的歷史性跨越。
前進(jìn)的腳步從未停止。2017年我國海域天然氣水合物第一輪試采完成了“探索性試采”,解決了“能否安全、連續(xù)開采出來”的問題。首次試采成功后,自然資源部會(huì)同財(cái)政部、國家發(fā)展改革委、科技部,聯(lián)合廣東省人民政府、中國石油天然氣集團(tuán),加快推進(jìn)南海神狐海域天然氣水合物勘查開采先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)建設(shè)。中國地質(zhì)調(diào)查局聯(lián)合中國石油天然氣集團(tuán)、北京大學(xué)等國內(nèi)外70余家單位近千名業(yè)務(wù)骨干,經(jīng)過兩年多的集中攻關(guān),2019年10月正式啟動(dòng)第二輪試采海上作業(yè)。
在第一輪垂直井試采成功的基礎(chǔ)上,為了有效提高產(chǎn)氣規(guī)模,試采科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了利用水平井開采天然氣水合物的思路。鮮為人知的是,深海淺軟地層水平井鉆采技術(shù)是一個(gè)世界性的難題,無先例可循。水平井建井,猶如“在豆腐上打鐵,用金剛鉆繡花”,難度可想而知。但是,試采科研團(tuán)隊(duì)克服了常人難以想象的困難,開展了大量的室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)和陸地、海上21口井123次的實(shí)驗(yàn),攻克了水平井關(guān)鍵技術(shù)難題。尤其是海上施工關(guān)鍵期正值新冠疫情防控最吃勁的階段,現(xiàn)場指揮部全面精準(zhǔn)落實(shí)各項(xiàng)防控措施,保障正常生產(chǎn)作業(yè)。利用自主研發(fā)的鉆采技術(shù),實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)氣規(guī)模大幅提升,為下一步生產(chǎn)性試采、商業(yè)開采奠定了技術(shù)基礎(chǔ),我國也成為全球首個(gè)采用水平井鉆采技術(shù)試采海域天然氣水合物的國家。
勇于攻關(guān),方能攀高峰。第二次試采創(chuàng)造了“產(chǎn)氣總量86.14萬立方米,日均產(chǎn)氣量2.87萬立方米”兩項(xiàng)新的世界紀(jì)錄。有關(guān)專家表示,實(shí)現(xiàn)天然氣水合物產(chǎn)業(yè)化,大致可分為理論研究與模擬試驗(yàn)、探索性試采、試驗(yàn)性試采、生產(chǎn)性試采、商業(yè)開采5個(gè)階段。第二輪試采完成了“試驗(yàn)性試采”,解決的是“如何提高產(chǎn)氣規(guī)?!钡膯栴},實(shí)現(xiàn)了從“探索性試采”向“試驗(yàn)性試采”的重大跨越,使天然氣水合物開發(fā)利用成為現(xiàn)實(shí)可能,向天然氣水合物勘查開采產(chǎn)業(yè)化邁出了極為關(guān)鍵的一步,標(biāo)志著我國天然氣水合物科技創(chuàng)新的國際“領(lǐng)跑”優(yōu)勢地位進(jìn)一步增強(qiáng)。
裝備創(chuàng)新提高深海探測開發(fā)能力
工欲善其事,必先利其器。海域天然氣水合物試采是一項(xiàng)創(chuàng)新性的系統(tǒng)工程,常規(guī)海洋油氣勘探開發(fā)裝備材料不能直接用于天然氣水合物試采,因此必須自主研發(fā)試采專用裝備等。
加強(qiáng)裝備研發(fā)是挑戰(zhàn),更是責(zé)任。在第一次試采中我們交出了令人滿意的答卷,我國自主研發(fā)的首臺(tái)4500米級(jí)深海無人遙控探測潛水器“海馬”號(hào)發(fā)揮了不可替代的重要作用,成為國人的驕傲。其實(shí),第一次試采不僅研制了我國首臺(tái)4500米級(jí)深海無人遙控探測潛水器“海馬”號(hào)、適合試采儲(chǔ)層特點(diǎn)的防砂篩管,以及適用于實(shí)時(shí)監(jiān)測海底形變的地震監(jiān)測儀,還研發(fā)了天然氣水合物保溫保壓取樣器、海底可控源電磁探測系統(tǒng)、天然氣水合物試采大型模擬實(shí)驗(yàn)裝置,同時(shí)還采用了我國自主設(shè)計(jì)建造的超深水半潛式鉆井平臺(tái)“藍(lán)鯨Ⅰ號(hào)”。這些裝備的研發(fā)彰顯了中國力量與中國智慧,為第二次試采的開展打下了良好的基礎(chǔ)。
“雖有智慧,不如乘勢?!庇辛说谝淮卧嚥傻慕?jīng)驗(yàn),第二次試采的裝備創(chuàng)新成果更加豐碩。據(jù)了解,在第二次試采中,我國自主研發(fā)了一套實(shí)現(xiàn)天然氣水合物勘查開采產(chǎn)業(yè)化必需的關(guān)鍵技術(shù)裝備,形成了六大類32項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),其中6項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢明顯;研發(fā)了12項(xiàng)核心裝備,其中控制井口穩(wěn)定的裝置吸力錨打破了國外壟斷。這些技術(shù)裝備不僅為推進(jìn)天然氣水合物產(chǎn)業(yè)化提供了保障,還在海洋資源開發(fā)、涉海工程建設(shè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
唯創(chuàng)新者強(qiáng),唯創(chuàng)新者勝。雖然在兩次試采中,我國裝備創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了重大發(fā)展,但 “只是萬里長征中邁出的關(guān)鍵一步”,只有研發(fā)適應(yīng)不同類型特點(diǎn)的試采工藝和技術(shù)裝備,才能更好地滿足今后生產(chǎn)性試采、商業(yè)開采的需求,加快天然氣水合物產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,支撐服務(wù)國家能源資源安全保障。
體系創(chuàng)新證實(shí)綠色開發(fā)可行性
天然氣水合物被稱為未來重要的戰(zhàn)略接替資源,實(shí)現(xiàn)天然氣水合物綠色開采對(duì)我國能源安全及經(jīng)濟(jì)發(fā)展意義重大。
隨著世界各國對(duì)能源需求的不斷增長和環(huán)境保護(hù)的日益加強(qiáng),清潔能源的推廣應(yīng)用已成必然趨勢。天然氣水合物作為一種新型能源,燃燒后僅會(huì)生成二氧化碳和水。因其具有儲(chǔ)量巨大、高效清潔、燃燒值高等特點(diǎn),被譽(yù)為“21世紀(jì)最具商業(yè)開發(fā)前景的綠色清潔戰(zhàn)略能源”之一。
長期以來,天然氣水合物開發(fā)有可能帶來的環(huán)境問題一直被公眾關(guān)注,而兩次試采都證明其開采安全可控,打消了人們的疑惑。
在第一次試采前,科研人員開展了10余個(gè)航次的環(huán)境基線調(diào)查,獲取了海洋地質(zhì)、海洋生物、海水化學(xué)等本底數(shù)據(jù),以及海底地層力學(xué)參數(shù)等。按照國際通用的環(huán)境管理體系、工藝安全風(fēng)險(xiǎn)管理等標(biāo)準(zhǔn),采取了嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)措施。利用大氣、水體、海底和井下“四位一體”監(jiān)測體系,對(duì)甲烷、二氧化碳等參數(shù)及海底沉降進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。與本底數(shù)據(jù)對(duì)比顯示,甲烷無泄漏,海底地形無變化,未發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。
在第二次試采中,創(chuàng)建了獨(dú)具特色的環(huán)境保護(hù)和監(jiān)測體系,進(jìn)一步證實(shí)了天然氣水合物綠色開發(fā)的可行性,自主創(chuàng)新形成了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控技術(shù)體系,完善了大氣、水體、海底、井下“四位一體”環(huán)境監(jiān)測體系。試采過程中甲烷無泄漏,未發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。
深地有金,深海藏能,浩瀚的海洋蘊(yùn)藏著無限的寶藏。我們堅(jiān)信,有了兩次下深海捉“冰”的經(jīng)驗(yàn),今后,我們的步伐更加鏗鏘有力,未來也定會(huì)如你我所愿!
(信息來源:中國礦業(yè)網(wǎng),中林設(shè)計(jì)整理,轉(zhuǎn)載注明出處)