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三要素讀懂我國天然氣水合物第二輪試采

        3月26日，自然資源部召開我國海域天然氣水合物第二輪試采成果匯報視頻會宣布，我國第二輪天然氣水合物試采取得成功，標志著我國成為全球首個采用水平井鉆采技術(shù)試采海域天然氣水合物的國家，實現(xiàn)了從“探索性試采”向“試驗性試采”的重大跨越。

        喜訊一出，立刻成為萬眾關(guān)注的焦點，產(chǎn)生廣泛影響。下面就讓我們深入了解一下這輪試采為何如此振奮人心。

天然氣水合物試采火炬

        何事：第二輪試采成果喜人

        中國地質(zhì)調(diào)查局聯(lián)合中國石油天然氣集團、北京大學等國內(nèi)外70余家單位近千名業(yè)務骨干，經(jīng)過兩年多的集中攻關(guān)，于2019年10月正式啟動第二輪試采海上作業(yè)。試采團隊克服了深海淺軟地層水平井鉆采技術(shù)無先例可循和惡劣海況、新冠肺炎疫情等困難，于2020年2月17日試采點火，至3月18日，完成預定目標任務。

        本輪試采取得一系列重大突破——

        一是創(chuàng)造了“產(chǎn)氣總量、日均產(chǎn)氣量”兩項世界紀錄，實現(xiàn)了從“探索性試采”向“試驗性試采”的重大跨越。本輪試采1個月產(chǎn)氣總量86.14萬立方米、日均產(chǎn)氣量2.87萬立方米，是第一輪60天產(chǎn)氣總量的2.8倍。試采攻克了深海淺軟地層水平井鉆采關(guān)鍵核心技術(shù)，實現(xiàn)產(chǎn)氣規(guī)模大幅提升，為生產(chǎn)性試采、商業(yè)開采奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，也讓我國成為了全球首個采用水平井鉆采技術(shù)試采海域天然氣水合物的國家。

        二是自主研發(fā)了一套實現(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，提高了深海探測與開發(fā)能力。試采形成了六大類32項關(guān)鍵技術(shù)，其中6項領(lǐng)先優(yōu)勢明顯；研發(fā)了12項核心裝備，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)裝備不僅為推進天然氣水合物產(chǎn)業(yè)化提供了有力保障，而且在海洋資源開發(fā)、涉海工程等領(lǐng)域具有廣闊應用前景。

        三是創(chuàng)建了環(huán)境保護和監(jiān)測體系。自主創(chuàng)新形成覆蓋試采全過程的環(huán)境風險防控技術(shù)體系，構(gòu)建了大氣、水體、海底、井下“四位一體”環(huán)境監(jiān)測體系。監(jiān)測結(jié)果表明，試采過程中甲烷無泄漏，未發(fā)生地質(zhì)災害。

        何人：中國地質(zhì)調(diào)查局全力以赴

        第一輪試采成功后，中國地質(zhì)調(diào)查局認真貫徹落實中共中央、國務院2017年5月18日賀電精神，積極做好第二輪試采理論技術(shù)攻關(guān)和工程準備：成立第二輪試采現(xiàn)場指揮部，統(tǒng)一指揮，集智攻關(guān)，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)研究所、油氣資源調(diào)查中心等局直屬單位為緊密層，北京大學等科研單位為協(xié)作層的科技攻關(guān)團隊。

        在試采思路方面，創(chuàng)新提出利用水平井開采天然氣水合物的思路。因為水平井穿越儲層的長度更長，與儲層的接觸面積更大，從而能夠有效提高產(chǎn)氣規(guī)模。但是，水平井對技術(shù)、工藝和裝備的要求更高，施工難度更大，尤其是在深海淺軟地層中實現(xiàn)水平井鉆采，井口井壁不易穩(wěn)定、造斜難度大等一系列世界性難題。圍繞這些難題，科研人員開展了有針對性的理論技術(shù)研究。

        在理論研究方面，深入總結(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。

        在技術(shù)攻關(guān)方面，充分發(fā)揮中國地質(zhì)調(diào)查局整體業(yè)務優(yōu)勢，建立了陸地、海上5個試驗場，自主創(chuàng)新，聯(lián)合攻關(guān)，優(yōu)化完善水平井鉆井工藝，錘煉工藝技術(shù)細節(jié)，遵循認識、實踐、再認識、再實踐的科學探索規(guī)律，經(jīng)過不懈攻關(guān)和努力，最終形成了以水平井為核心的32項關(guān)鍵技術(shù)，自主研發(fā)了以吸力錨為代表的12項核心裝備。

        在工程準備方面，試采科研團隊經(jīng)過反復研究、推演和模擬演練，細化了施工細節(jié)。優(yōu)選“藍鯨Ⅱ號”鉆井平臺作為試采平臺，并設(shè)立前方基地，完成長線和大宗物資采購，落實海上作業(yè)保障條件。

        在工程施工方面，試采科研團隊克服了深海淺軟地層水平井鉆采技術(shù)無先例可循、惡劣海況等困難，特別是施工關(guān)鍵期正值新冠肺炎疫情防控最吃勁階段，現(xiàn)場指揮部全面精準落實各項防控措施，保障了海上工程施工安全順利實施，完成了水平井鉆完井、監(jiān)測井等作業(yè)。

        在試采實施方面，利用自主研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，精心開展試采測試作業(yè)和環(huán)境監(jiān)測。通過不懈努力，試采持續(xù)產(chǎn)氣30天，創(chuàng)造了產(chǎn)氣總量86.14萬立方米、日均產(chǎn)氣量2.87萬立方米兩項新的世界紀錄，圓滿完成目標任務。

        何時：我國天然氣水合物開采時間線

        1999年，開始海域天然氣水合物資源前期調(diào)查，中國地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局在南海首次發(fā)現(xiàn)天然氣水合物存在的地球物理標志——似海底反射（BSR）。

        2002年，設(shè)立天然氣水合物資源調(diào)查國家專項，開展了多學科、多手段的調(diào)查工作。

        2004年，在南海北部發(fā)現(xiàn)了分布面積約430平方千米的自生碳酸鹽巖，命名為“九龍甲烷礁”。

        2007年，在南海神狐海域?qū)嵤┨烊粴馑衔锸状毋@探，鉆獲實物樣品，這使我國成為繼美國、日本、印度之后第四個通過國家級研發(fā)計劃在海底鉆獲實物樣品的國家。

        2009年，國家973計劃“南海天然氣水合物富集規(guī)律與開采基礎(chǔ)研究”項目啟動；我國第一艘天然氣水合物綜合地質(zhì)地球物理調(diào)查船“海洋地質(zhì)六號”（原名“海洋六號”）入列。

        2011年，啟動天然氣水合物資源勘查試采國家專項。

        2013年，在南海珠江口盆地東部海域發(fā)現(xiàn)了超千億立方米級的天然氣水合物礦藏。

        2014年，啟動海域天然氣水合物資源試采工程。

        2015年，利用自主研制的“海馬”號4500米級深海非載人遙控潛水器，在南海北部海域發(fā)現(xiàn)了與天然氣水合物有關(guān)的冷泉系統(tǒng)，并命名為“海馬冷泉”。

        2016年，在南海神狐海域發(fā)現(xiàn)了超千億立方米級的天然氣水合物礦藏，并鎖定試采目標。

        2017年，我國海域天然氣水合物第一輪試采成功，實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)氣60天，累計產(chǎn)氣30.9萬立方米；自然資源部（原國土資源部）、廣東省人民政府、中國石油天然氣集團公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，合作推進南海神狐海域天然氣水合物勘查開采先導試驗區(qū)建設(shè)；國務院批準將天然氣水合物列為我國第173個礦種。

        2018年，自然資源部（原國土資源部）、海南省人民政府、中國海洋石油集團有限公司在南海設(shè)立第二個天然氣水合物勘查開采先導試驗區(qū)。

        2019年，在南海重點海域新區(qū)首次發(fā)現(xiàn)厚度大、純度高、類型多、呈多層分布的天然氣水合物礦藏。

        2020年，我國海域天然氣水合物第二輪試采成功，實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)氣30天，累計產(chǎn)氣86.14萬立方米,創(chuàng)造了“產(chǎn)氣總量最大，日均產(chǎn)氣量最高”兩項新的世界紀錄。（本文有關(guān)素材由自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局提供）

（信息來源：中國礦業(yè)網(wǎng)，中林設(shè)計整理，轉(zhuǎn)載注明出處）