后石油時代,期待可燃冰的商用之路盡快到來。
編輯 | 甲基橙
可燃冰,顧名思義,外觀似冰,是由天然氣與水在高壓低溫條件下形成的類冰狀結晶物質,遇火即燃,燃燒后僅會生成少量的二氧化碳和水,污染比煤、石油、天然氣小很多,它最大特點就是能量密度高,被譽為21世紀最理想的清潔能源,也是世界公認的一種清潔高效的未來替代能源。
按照目前人類能源消費量,可供人類使用1000年以上。近日,我國在這一領域的探索有了世界性突破。
中國首次海域可燃冰試采成功
5月18日,國土資源部中國地質調查局宣布,我國正在南海北部神狐海域進行的可燃冰試采獲得成功,這標志著我國成為全球第一個實現了在海域可燃冰試開采中獲得連續穩定產氣的國家,也標志著我國可燃冰開發取得了歷史性突破。
此次試開采是由目前全球最先進半潛式鉆井平臺“藍鯨1號”完成的,經試氣點火,已連續穩定產氣8天,最高產量3.5萬立方米/天,平均日產超1.6萬立方米,累計產氣超12萬立方米,甲烷含量最高達99.5%,實現了預定目標。
國外研究成就
在可燃冰的舞臺上,各國一直在互相競逐。包括中國在內,目前全球有三十多個國家有可燃冰試采計劃,各國的競爭領域主要還體現在科技攻關和調查評估上。
追溯到上世紀60年代到70年代,蘇聯和美國等少數國家就開始了陸地凍土區和海洋的可燃冰資源調查。加拿大取得了陸地凍土帶中可燃冰的實物樣品,美國在深海鉆探巖心中發現了海洋可燃冰。
蘇聯也在其遠東地區發現可燃冰礦藏后,開發了世界上第一座可燃冰礦田。此后的80年代,許多國家都制定了國家計劃以評估本國的可燃冰資源。
評估調查之外,各國在此時期還開展技術研發,為可燃冰試開采做技術儲備。進入21世紀后,已經有國家進行試開采,不過試開采的數據并未公布。
在2013年,日本曾成功開采產氣,但6天之后,由于泥沙堵住了鉆井通道,試采被迫停止。今年5月4日,日本重新開始了第二次嘗試,但在5月15日再次被迫中止產氣,原因同樣是鉆井通道一直有泥沙灌入。
中國的可燃冰開發處于什么水平?
與日本試采的可燃冰礦相比,我國試采的神狐海域可燃冰礦屬于常見類型,主要屬于泥質粉砂型儲層,而這種類型可燃冰占全球90%以上比例的儲藏類型。由于砂細導致滲透率更差,不利于開采,同時神狐海域的可燃冰水深大、儲層埋層淺,施工難度更大。
在本次試開采過程中,我國科學家利用降壓法,將海底原本穩定的壓力降低,從而打破了可燃冰儲層的成藏條件,之后,再將分散在類似海綿空隙中一樣的可燃冰聚集,利用我國自主研發的一套水、沙、氣分離核心技術最終將天然氣取出。
降壓方案充分體現了優越性,也是保證了這次試采成功一個關鍵因素,這也是在國際上從理論到技術方法的一個創新。
國土資源部中國地質調查局副局長李金發介紹說,試開采成功的標準,第一是每日試采的取氣量要達到一萬方以上,第二是連續產氣一周。而我國此次試開采總量已經超過12萬方,可以說已經打破了日本的記錄。因此,我國是世界第一個成功實現可燃冰安全可控開采的國家。此次試采成功使我國勘察和開采的核心技術也得到了驗證,是一次完全自主創新。
業內人士表示,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了適合我國南??扇急{查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于此類勘探強國之列。
下一步,試開采團隊將繼續在附近海域再進行2~3個不同礦區和類別的試開采工作。積累更多試開采經驗,為可燃冰的商業化開發打下基礎。
試開采成功 推動全球產業革命
可燃冰勘探開發是一個系統工程,涉及海洋地質、地球物理、地球化學、流體動力學、鉆探工程等多個學科。廣州海洋地質調查局專家說,大力開展可燃冰勘探開發研究,可帶動相關產業發展,形成新的經濟增長點,并對全球能源生產和消費革命產生深遠影響。
可燃冰的開采利用,是全球人類期望已久的事情,此次中國試開采的成功,不僅為解決中國的能源安全、減少對外依賴帶來了希望,也使人們重燃進入可燃冰時代的憧憬。
同時,未來可燃冰的商業化,也將會給其他行業帶來了一定的沖擊,比如對汽車行業,繼汽油車、電動車之后,人類有希望迎來“冰動車時代”;對油氣行業,一定程度上,一些成本高、污染重的油氣和煤炭開采也將大大減少;對新能源行業,一旦人類找到高效利用可燃冰的方法,可能會減少對風電和太陽能的投入;對金融業,中國進一步掌握了能源主動權,將徹底破壞美元的霸權地位……
而要想實現這些,可燃冰開采還需要逐一解決各種挑戰。
開采的環境和氣候隱患
試采可燃冰,外界一直有一個疑問:會不會對周邊海域的環境和氣候變化造成影響?
據估算,全球海底可燃冰的甲烷總量大約是地球大氣中甲烷總量的3000倍,如果開采不慎導致甲烷氣體的大量泄漏,將可能造成周邊海域的環境污染,并引發強烈的溫室效應。
如何安全、經濟地開采可燃冰,并且從中分離出甲烷氣體,一直是目前各國研究和利用可燃冰的核心難題。
大規模商業化開采仍存在瓶頸
基于目前的試采現狀,距離工業規模和商業化開發利用可燃冰還有很長的路要走。
據專家稱,目前全球能源供應較充足,價格低廉,而開采可燃冰的成本高昂,如果進行大規模開發,成本方面可能缺乏競爭力。開采成功表示克服了技術難關,但不意味著可燃冰馬上就能夠成為替代能源。陸上還有很多優質能源,現階段由于油氣改革不到位導致資源沒得到較好的開發和利用。
另外,可燃冰開采的真正技術難度不是如何能把氣開采出來,而是開采氣的同時不使溫度升高,不使甲烷氣從海底溢出。我們只有進一步優化現有開采技術或是找到更合適的技術,并探索特殊的生態保護技術,保證有序、平穩、連續、安全無污染地產出天然氣,才能真正實現商業化。
我國最早從事可燃冰研究的專家稱“如果一切研究進展順利的話,可燃冰可能在2030年實現商業開采?!蔽磥砜扇急芊窠o整個能源行業帶來真正的變革,一切還是未知,讓我們拭目以待!
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石油圈認證作者
- 畢業于中國石油大學(華東),化學工程與技術專業,長期聚焦國內外油氣行業最新最有價值的行業動態,具有數十萬字行業觀察編譯經驗,如需獲取油氣行業分析相關資料,請聯系甲基橙(QQ:1085652456;微信18202257875)