7 月 9 日,南海可燃冰試采工程已連續開采 60 天,試采結束關井,累積產氣量超過 30 萬立方米。厲害瞭,我的中國!
作者 | 念奴姣
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5 月開始,可燃冰成瞭炙手可熱的關鍵詞。
5 月 10 日,我國在南海北部神狐海域進行的可燃冰試采成功,成為全球第一個海上可燃冰試采獲得連續穩定氣流的國傢,也標志著我國可燃冰開發取得瞭歷史性的突破。這一巨大進步,第一次讓全世界看到瞭希望,可燃冰也將 " 浮出水面 "。
9 日,位於南海神狐海域的鉆井平臺 " 藍鯨 1 號 " 緩緩熄滅瞭試采火苗,至此試采已經持續瞭整整 60 天。在這兩個月的試采中,天然氣平均日產量達到 5000 立方米 / 日以上,最高日產達到 3.5 萬立方米 / 日,甲烷含量最高可達 99.5%,累積產氣超過 30 萬立方米。
這次試采取得瞭持續產氣時間最長、產氣量最大、氣流穩定、環境安全等多項重大突破性成果,創造瞭產氣時長和總量的世界紀錄。
本次試采還獲取瞭 647 萬組科學試驗數據,為後續的研究提供瞭大量翔實可靠的數據資料。
石油圈原創,石油圈公眾號:oilsns
可燃冰是何種神奇的存在?
可燃冰學名天然氣水合物,是天然氣和水在 0 ℃和 30 個大氣壓作用下形成的類冰狀的結晶物質。
可燃冰是冰嗎?很多人會有這樣的疑問。雖然名字中有冰,但其實並不是冰,隻是有一個類似冰的外觀,又可以燃燒,所以才有瞭這樣的名字。
可燃冰中的甲烷含量高達 80%-99.9%,燃燒後產生水和二氧化碳,清潔環保。而且同體積可燃冰燃燒產生的能量要比我們常規能源多出數十倍。所以,可燃冰成為瞭人類未來要抱住的 " 能源大腿 "。
可燃冰主要在哪兒呢?目前的研究發現,可燃冰主要蘊藏於陸地永久凍土帶和深海海底中,尤其在中國的南海海域,可燃冰資源豐富。
值得一提的是,全球海底大概有 90% 以上、陸地大概有 27% 以上具備可燃冰的生成條件,所以其儲量是相當豐富的。
目前,全球范圍內發現的可燃冰 97% 集中在海洋,其餘主要位於陸地凍土帶。據估計,西藏高原的凍土層中也有可能蘊藏著豐富的可燃冰。
可燃冰是 " 天使 " 還是 " 魔鬼 "?
據世界能源會議統計,再過 50 — 100 年,地球可用的化石能源可能會消耗殆盡。人類歷史幾百萬年,相比之下,一百年彈指一揮間。
我國現已探明的可燃冰儲量約有 1000 億噸左右,據估計,全球石油儲量大概 1211 億噸,也就是說我國的可燃冰總量已經接近全球石油總量。而全球的可燃冰儲量更是驚人,占全球有機碳總量的一半以上,預計可供人類再使用 1000 年。
這些數字展現瞭可燃冰的魅力,所以如果可燃冰實現穩定廉價的開采,很可能改變目前的能源結構。
也許不禁有人會問,既然可燃冰是 " 能源大腿 ",為什麼我們不穩穩地抱住?可燃冰既是天使也是魔鬼,之所以沒有大肆開采,也有難言之隱。
除瞭開發難度之外,還有很多其他方面的問題。首先,可燃冰穩定性較差,一旦氣化,海底沉積物會失去穩定性,破壞海底管道、海上平臺等,還可能造成海底塌方、滑坡甚至大規模還小。
另一個需要關註的問題是全球可燃冰中的甲烷含量是大氣圈中的 3000 倍,而大氣中甲烷總量每增加 0.5% 就會讓全球變暖進程加快。
還有一個可怕的假說 " 可燃冰噴射 ",可燃冰瞬間氣化相當於爆炸,大規模開采後勢必會導致海底地質條件的變化,很有可能改變可燃冰的存儲條件,帶來毀滅性的災難。據悉,如果全球可燃冰爆炸,其威力超過目前核武器總和的 10000 倍。
歷史上已經有非常慘痛的教訓瞭,在 2010 年,墨西哥灣鉆井平臺爆炸,罪魁禍首就是鉆井鉆遇瞭可燃冰,甲烷氣體噴出,遇火後發生瞭爆炸。
因為存在諸多挑戰,這一新型能源至今未實現商業性開發。而中國此次在可燃冰方向取得的重大成果,必將成為可燃冰開采歷史上濃墨重彩的一筆。
60 天的背後,是 20 年的砥礪前行
中國可燃冰的試采成功,並非一朝一夕的努力。
1997 年,我國正式開始進行可燃冰的研究,整整 10 年的努力,在 2007 年,我國成功在南海北部神狐海域完成瞭可燃冰的首次采樣工作,成為世界上第五個采集到自然狀態下可燃冰的國傢。到今天,又經過瞭 10 年的努力和積淀,我國又取得瞭可燃冰連續試采的成功,取得瞭舉世矚目的成就。
可燃冰在全球分佈很廣,資源量大,引起瞭世界各國的關註,美國、加拿大、日本、印度等都在進行這方面的研究和試采工作。與國外相比,我國可燃冰的起步晚、起點低,但為何能夠後來居上?
這次中國首先采用瞭降壓法,打破瞭可燃冰儲層的成藏條件,再將分散的可燃冰聚集,利用自主研發的水、砂、氣分離核心技術(地層流體抽取試采法),有效解決瞭儲層流體控制與可燃冰穩定持續分解的難題,最終將天然氣采出。
我國使用的防砂技術、儲層改造技術、鉆完井技術、勘察技術等都走在世界前沿,均來自於自主創新。此前其他國傢進行的海底可燃冰試采,多為遭遇較為嚴重的出砂事故而被中止。
負責此次開采的是國之重器 " 藍鯨 1 號 ",適用於深海作業,這也是可燃冰試采成功的重要因素,其姊妹號 " 藍鯨 2 號 " 也將於近期交付。
通過瞭 60 天的試采,我國取得瞭一些新的成果和認識。第一,創新防砂技術,保證可燃冰開采通道狀態良好。第二,在舉升方式方面做出瞭新的嘗試,提產效果明顯。第三,具備良好的產能調控能力,這為產業化發展奠定瞭堅實的基礎。第四,海水及周邊大氣甲烷濃度無異常,環境無污染,且地層穩定,實現瞭安全可持續生產。
通過在可燃冰勘探領域不斷地總結經驗教訓,不斷地推動其勘探理念和裝備技術的進步,我國已逐漸摸索建立瞭適合我國南海可燃冰開發的一整套勘探模式和技術方法體系,令我國可燃冰勘探已能立於此類勘探強國之列。
很多人認為,可燃冰可能會帶來下一場 " 頁巖革命 "。可燃冰成為瞭能源行業冉冉升起的新星,能否進行商業化開采,我們拭目以待。