捷报!我国可燃冰试采创下两项世界纪录,为什么开采可燃冰这么难?

2020-03-27 07:55:56    文/广西壮族自治区北海市 337

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原标题:捷报!我国可燃冰试采创下两项世界纪录,为什么开采可燃冰这么难?

据新京报快讯,3月26日,记者从自然资源部召开的汇报视频会上获悉,我国海域天然气水合物(即“可燃冰”)第二轮试采日前取得成功并超额完成任务。在水深1225米的南海神狐海域,试采创造了“产气总量、日均产气量”两项新的世界纪录,实现了从“探索性试采”向“试验性试采”的重大突破。

我国可燃冰第二轮试采在南海神狐海域进行。自然资源部中国地质调查局供图

此次试采到底取得哪些重大突破

一是本轮试采1个月产气总量86.14万立方米、日均产气量2.87万立方米,是第一轮60天产气总量的2.8倍。试采攻克了深海浅软地层水平井钻采核心关键技术,实现产气规模大幅提升,为生产性试采、商业开采奠定了坚实的技术基础。我国也成为全球首个采用水平井钻采技术试采海域天然气水合物的国家。

二是自主研发了一套实现天然气水合物勘查开采产业化的关键技术装备体系,大大提高了深海探测与开发能力。形成了六大类32项关键技术,其中6项领先优势明显。研发了12项核心装备,其中控制井口稳定的装置吸力锚打破了国外垄断。这些技术装备在海洋资源开发、涉海工程等领域具有广阔应用前景,将带动形成新的深海技术装备产业链,增强我国“深海进入、深海探测、深海开发”能力。

三是创建了独具特色的环境保护和监测体系,进一步证实了天然气水合物绿色开发的可行性。试采过程中甲烷无泄漏,未发生地质灾害。

据介绍,实现天然气水合物产业化,大致可分为理论研究与模拟试验、探索性试采、试验性试采、生产性试采、商业开采5个阶段。第二轮试采成功实现从“探索性试采”向“试验性试采”的阶段性跨越,迈出天然气水合物产业化进程中极其关键的一步。

确认可燃冰的存在

1934年,美国人哈默·施密特(Hammer Schmidt)在被堵塞的输气管道中发现了可以燃烧的冰块,它叫“甲烷气水合物”。自然界中真有像冰一样的“天然气水合物”吗?

1946年,苏联学者斯特里诺夫认为:只要有合适的温度和压力,自然界必定会有天然气水合物的形成!不仅能够形成,而且还能够聚集成为“天然气水合物矿藏”!

1968年,苏联地质学家在一年四季都冷风刺骨的西伯利亚麦索雅哈发现了“天然气水合物矿藏”;1972年,美国人首次在阿拉斯加冰胶结的永冻层中采到天然气水合物的样品。西伯利亚和阿拉斯加常年冻土,风雪严寒,自然具有形成“天然气水合物”的极冷条件。

1968年,美国“地球深部取样海洋研究机构联合体(JOIDES)”实施深海钻探计划(DSDP),其目的是在世界大洋打大量不太深的钻井,采集沉积岩心,取得洋底地壳上层的资料。执行任务的“挑战者号”钻探船上的地球物理学家为此进行了大量的地震勘探,却发现地震波反射剖面上出现了奇怪的现象:原本是一层层有序的、向深部速度呈递增的波列,现在却出现了与海底平行的波列、浅部高速度叠置在深部低速度层上的波列,出现了海底某一段没有反射的“空白”波列——这些被地球物理学家称为“似海底反射层”的怪现象,引起了海洋地质学家的怀疑:浅部的高速度层,会不会是被海底低温的冰冻结的地层?会不会是成层状的可燃冰?

似海底反射层(Bottom simulating reflection简称:BSR),一般被认为是天然气水合物存在的地震指示标志

1979年,美国挑战者号执行深海钻探计划第66、67航次,开赴中美洲海槽,找到了存在“似海底反射层”这一怪现象的海域,打钻的结果是看到了科学家们期待已久的可燃冰的倩影!这使科学家们确信,只要有“似海底反射层”这一怪现象存在的海域,就可能存在着可燃冰。1981—1986年间,DSDP第84、96、112航次在秘鲁海槽、南墨西哥滨海带、危地马拉滨海带等地发现了可燃冰的存在;1990—1993年间,又在太平洋西岸、美国西海岸、日本滨海、日本南海海沟等地发现了可燃冰的存在。

美国挑战者号

目前,全球的可燃冰98%分布在海洋的沉积物当中,2%分布在永久冻土带。

可燃冰分布区

可燃冰之前为什么没有大规模开采?

既然探明海底有可燃冰,我们为什么没有大规模开采呢?其实没有这么简单。

原因主要有两点。一是可燃冰在低温高压条件下形成,开采时改变它的形态很容易让其融化,容易造成甲烷泄漏,对全球环境造成严重后果。

二是可燃冰的开采可能会引发地质灾害。可燃冰从固体状态变成天然气和水的状态时,空间体积瞬间增大,会带来很大压力,导致海底海啸。而这种压力传递到海平面,也会带来陆坡的变化,比如滑坡、海底泥石流和微地震。

所以,我们要烧上可燃冰这种新能源,还得我们解决不少的科学难题。随着环境问题日益严重以及能源的日渐枯竭,降低能源消费、减少污染物的排放是重中之重。因此,推动全球清洁能源的高效开发、配置、利用,是实现世界能源可持续发展的必由之路,而可燃冰正是其中一种人类未来不可多得的清洁能源。

本文综合自《知识就是力量》杂志、新京报、科技日报

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