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開采可燃冰 有望再提速
2020-03-31 07:57:34 來源: 人民日報(bào)
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  多種技術(shù)設(shè)備自主研發(fā),產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程邁出關(guān)鍵一步

  開采可燃冰 有望再提速

  核心閱讀

  日前,我國海域可燃冰第二輪試采圓滿成功。經(jīng)過前期的理論研究和實(shí)驗(yàn),這次試采創(chuàng)新利用水平井鉆采技術(shù),使用了多種自主研發(fā)的技術(shù)設(shè)備,有效提高了產(chǎn)氣規(guī)模、開采效率。從探索性試采到試驗(yàn)性試采,我國的可燃冰產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程向前邁進(jìn)了關(guān)鍵一步,之后將繼續(xù)加強(qiáng)資源勘查,推動科技進(jìn)步,保護(hù)海洋生態(tài),讓這一高效清潔能源早日服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。

  日前,自然資源部宣布,我國海域天然氣水合物(又稱可燃冰)第二輪試采取得圓滿成功。最新數(shù)據(jù)顯示,2月17日至3月30日,這次試采已持續(xù)產(chǎn)氣42天,累計(jì)產(chǎn)氣總量149.86萬立方米、日均產(chǎn)氣量3.57萬立方米,是第一輪60天產(chǎn)氣總量的4.8倍,創(chuàng)造了產(chǎn)氣總量、日均產(chǎn)氣量兩項(xiàng)世界紀(jì)錄。這是繼2017年我國首次海域可燃冰試采成功后,取得的又一項(xiàng)重大成果,其中有不少創(chuàng)新之處。

  從垂直井到水平井,有效提高產(chǎn)氣規(guī)模

  “此次試采創(chuàng)新利用水平井開采可燃冰?!弊匀毁Y源部中國地質(zhì)調(diào)查局副局長李金發(fā)介紹,我國海域可燃冰第一輪試采采用垂直井鉆采技術(shù),井筒垂直穿過天然氣水合物儲層。而此次采用的水平井鉆采技術(shù),井筒可橫向順層穿越,與可燃冰儲層接觸的面積更大,能夠有效提高產(chǎn)氣規(guī)模。

  然而,相較于垂直井,水平井鉆采對技術(shù)、工藝和裝備的要求更高,難度更大,在深海淺軟地層中尚無實(shí)施先例。由于深海淺部地層松軟未固結(jié),天然氣水合物礦藏埋深淺,水平井建井面臨著井口穩(wěn)定、井壁穩(wěn)定、造斜難度大等困難,猶如“在豆腐上打鐵,用金剛鉆繡花”,是世界性難題。

  為此,在理論研究方面,中國地質(zhì)調(diào)查局總結(jié)分析了第一輪試采獲取的647萬組數(shù)據(jù),完善豐富了“系統(tǒng)成藏”和“三相控制”理論,為本輪試采提供了全方位的理論支撐。另外,通過大量的室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)和陸地、海上21口井的123次試驗(yàn),10余次的推演,細(xì)化了3000多項(xiàng)施工環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)了從垂直井向水平井鉆采技術(shù)的升級換代。

  中國地質(zhì)調(diào)查局試采科技團(tuán)隊(duì)經(jīng)過兩年多的集中攻關(guān),在多個方面取得了新突破,掌握了以水平井為核心的32項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),自主研發(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,幫助完成了第二輪試采目標(biāo)任務(wù)。

  據(jù)介紹,這些核心裝備不僅可為推進(jìn)可燃冰產(chǎn)業(yè)化提供有力保障,而且還可在海洋資源開發(fā)、涉海工程建設(shè)等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用,將帶動形成新的深海技術(shù)裝備產(chǎn)業(yè)鏈,增強(qiáng)我國“深海進(jìn)入、深海探測、深海開發(fā)”能力。

  李金發(fā)說,我國2017年首次試采海域可燃冰,搶占了國際天然氣水合物勘查試采科技創(chuàng)新的制高點(diǎn),此次使用水平井鉆采技術(shù)成功開采海域可燃冰,國際“領(lǐng)跑”優(yōu)勢地位進(jìn)一步增強(qiáng)。這次試采成功,還進(jìn)一步促進(jìn)了我國天然氣水合物科技團(tuán)隊(duì)建設(shè),形成了以中國地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局為核心層,勘探技術(shù)所、油氣調(diào)查中心等中國地質(zhì)調(diào)查局直屬單位為緊密層,中國石油海洋工程公司、北京大學(xué)、中集集團(tuán)等70余家單位為協(xié)作層的科技攻關(guān)團(tuán)隊(duì)。

  從探索性試采到試驗(yàn)性試采,推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化

  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。而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},這是天然氣水合物產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中極為關(guān)鍵的一步。

  我國海域可燃冰遠(yuǎn)景資源量約800億噸油當(dāng)量,具有廣闊的開發(fā)前景。目前通過地質(zhì)勘查,在我國海域已證實(shí)了有兩個千億立方米級的大型可燃冰礦藏。在此次試采的海域,正在積極推進(jìn)可燃冰勘查開采先導(dǎo)試驗(yàn)區(qū)建設(shè),力爭建成具有規(guī)模產(chǎn)能的資源勘查開發(fā)示范基地。

  此次試采產(chǎn)氣規(guī)模、開采效率的提升,有望推動我國可燃冰勘查開采產(chǎn)業(yè)化駛?cè)肟燔嚨?。?jù)中國地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局副局長秦緒文介紹,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個階段。

  據(jù)了解,目前第二輪試采仍在進(jìn)行中,圍繞加快推進(jìn)可燃冰勘查開采產(chǎn)業(yè)化和實(shí)施生產(chǎn)性試采,正在進(jìn)行一些必要可行的試驗(yàn)工作,同時將對此次試采獲得的數(shù)據(jù)和技術(shù)成果進(jìn)行系統(tǒng)分析和總結(jié),有關(guān)成果將擇機(jī)向社會發(fā)布。秦緒文坦言,推進(jìn)可燃冰勘查開采產(chǎn)業(yè)化的任務(wù)依然艱巨繁重,下一步還要進(jìn)行生產(chǎn)性試采攻關(guān),力爭盡早實(shí)現(xiàn)天然氣水合物商業(yè)開采,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)。

  從各個環(huán)節(jié)保護(hù)監(jiān)測,確保海洋環(huán)境安全

  可燃冰,是天然氣和水在高壓低溫條件下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì)。天然氣水合物具有燃燒值高、污染小、儲量大等特點(diǎn),多呈白色或淺灰色晶體,外貌類似冰雪,可以像酒精塊一樣被點(diǎn)燃,所以被稱為“可燃冰”。

  可燃冰像一個天然氣的“壓縮包”,1立方米的可燃冰分解后可釋放出約160立方米以上的天然氣和0.8立方米的水。而且它的燃燒不會釋放出粉塵、硫氧化物、氮氧化物等環(huán)境污染物,所以被譽(yù)為21世紀(jì)理想的清潔能源之一。

  有人擔(dān)心,海域可燃冰開采會不會破壞海底結(jié)構(gòu),甚至引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害?會不會發(fā)生甲烷泄漏,影響海洋生態(tài)環(huán)境?秦緒文說,在工程施工過程中,確保環(huán)境安全、生產(chǎn)安全是第一要務(wù)。此次試采,從兩方面做好了環(huán)境保護(hù)工作。

  一方面,形成了覆蓋全過程的環(huán)境保護(hù)技術(shù),包括壓力調(diào)控、鉆井安全、流動保障等技術(shù),應(yīng)用到了試采的各個環(huán)節(jié),確保了地層的穩(wěn)定和環(huán)境安全。以壓力調(diào)控技術(shù)為例,它能通過精確調(diào)節(jié)儲層中的壓力條件提高產(chǎn)氣效率。壓差大了,就可能引發(fā)地層不穩(wěn)定,會對井筒安全帶來風(fēng)險。壓差小了,產(chǎn)氣量就上不來。

  另一方面,構(gòu)建了大氣、水體、海底、井下一體的環(huán)境監(jiān)測體系。在試采井內(nèi)布放了多組傳感器,在試采井周、水體和水面部署了監(jiān)測設(shè)備,重點(diǎn)監(jiān)測儲層溫度壓力、地層形變、甲烷含量等情況,實(shí)現(xiàn)對試采全過程的各項(xiàng)環(huán)境指標(biāo)實(shí)時監(jiān)測和預(yù)警。

  監(jiān)測結(jié)果表明,此次試采過程中甲烷無泄漏,未發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。李金發(fā)說,下一步將加強(qiáng)資源勘查,推動科技進(jìn)步,保護(hù)海洋生態(tài),力爭在2030年前實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化目標(biāo),使這一高效清潔能源早日服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。(記者 常 欽)

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【糾錯】 責(zé)任編輯: 吳詠玲
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