2020年05月26日 星期二
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依靠科技創新 試采取得新的重大突破

——寫在我國海域天然氣水合物第二次試采成功之際

2020-3-30 8:31:05 來源:中國礦業報 本報記者:姜煥琴

mlb棒球比分直播大谷 www.ecrsv.com.cn 2020年3月26日,我國海域天然氣水合物(又稱“可燃冰”)第二輪試采成功的消息再一次讓國人贊嘆。

由自然資源部中國地質調查局組織實施的我國海域天然氣水合物第二輪試采日前取得成功。

第二輪試采現場

在水深1225米的南海神狐海域,試采創造了“產氣總量86.14萬立方米,日均產氣量2.87萬立方米”兩項新的世界紀錄。

這是落實新發展理念、實施創新驅動發展戰略的具體行動,這是把地質調查與科技創新相融合的生動案例。以中國地質調查局廣州海洋地質調查局為主體的70余家單位近千名業務骨干,經過兩年多的集中攻關,150多天在海上的連續作戰,抗疫情、攻難關、攀高峰,圓滿完成目標任務。試采取得的重大突破,對加快推進產業化進程意義重大。

技術創新推動產業化進程提速

科技創新和信息化是中國地質調查局開展科技創新工作的指導思想,也是地調人的行動指南。正是依靠科技創新,中國地質調查局又一次在南海萬里碧波上創造了中國奇跡,為世界新能源革命寫下了濃墨重彩的一筆。

探測新能源天然氣水合物,一場追趕世界的競賽。我國天然氣水合物調查起步較晚,20世紀90年代初才開始關注國外有關的報道和研究成果。1999年,中國地質調查局廣州海洋地質調查局開始天然氣水合物調查,彼時,美、加、日等國已深入開展天然氣水合物理論研究,鉆探獲得了天然氣水合物的實物樣品。

雖然起步晚、起點低,但中國地質調查人堅持依靠科技創新,刻苦鉆研,一步一個腳印完成了對世界先進水平的趕超——2017年5月18日我國南海神狐海域天然氣水合物第一輪試采成功,實現了理論、技術裝備和工程的重大創新,實現了由“跟跑”到“領跑”的歷史性跨越。

前進的腳步從未停止。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、連續開采出來”的問題。首次試采成功后,自然資源部會同財政部、國家發展改革委、科技部,聯合廣東省人民政府、中國石油天然氣集團,加快推進南海神狐海域天然氣水合物勘查開采先導試驗區建設。中國地質調查局聯合中國石油天然氣集團、北京大學等國內外70余家單位近千名業務骨干,經過兩年多的集中攻關,2019年10月正式啟動第二輪試采海上作業。

在第一輪垂直井試采成功的基礎上,為了有效提高產氣規模,試采科研團隊創新性地提出了利用水平井開采天然氣水合物的思路。鮮為人知的是,深海淺軟地層水平井鉆采技術是一個世界性的難題,無先例可循。水平井建井,猶如“在豆腐上打鐵,用金剛鉆繡花”,難度可想而知。但是,試采科研團隊克服了常人難以想象的困難,開展了大量的室內模擬實驗和陸地、海上21口井123次的實驗,攻克了水平井關鍵技術難題。尤其是海上施工關鍵期正值新冠疫情防控最吃勁的階段,現場指揮部全面精準落實各項防控措施,保障正常生產作業。利用自主研發的鉆采技術,實現了產氣規模大幅提升,為下一步生產性試采、商業開采奠定了技術基礎,我國也成為全球首個采用水平井鉆采技術試采海域天然氣水合物的國家。

勇于攻關,方能攀高峰。第二次試采創造了“產氣總量86.14萬立方米,日均產氣量2.87萬立方米”兩項新的世界紀錄。有關專家表示,實現天然氣水合物產業化,大致可分為理論研究與模擬試驗、探索性試采、試驗性試采、生產性試采、商業開采5個階段。第二輪試采完成了“試驗性試采”,解決的是“如何提高產氣規模”的問題,實現了從“探索性試采”向“試驗性試采”的重大跨越,使天然氣水合物開發利用成為現實可能,向天然氣水合物勘查開采產業化邁出了極為關鍵的一步,標志著我國天然氣水合物科技創新的國際“領跑”優勢地位進一步增強。

裝備創新提高深海探測開發能力

工欲善其事,必先利其器。海域天然氣水合物試采是一項創新性的系統工程,常規海洋油氣勘探開發裝備材料不能直接用于天然氣水合物試采,因此必須自主研發試采專用裝備等。

加強裝備研發是挑戰,更是責任。在第一次試采中我們交出了令人滿意的答卷,我國自主研發的首臺4500米級深海無人??靨講馇彼?ldquo;海馬”號發揮了不可替代的重要作用,成為國人的驕傲。其實,第一次試采不僅研制了我國首臺4500米級深海無人??靨講馇彼?ldquo;海馬”號、適合試采儲層特點的防砂篩管,以及適用于實時監測海底形變的地震監測儀,還研發了天然氣水合物保溫保壓取樣器、海底可控源電磁探測系統、天然氣水合物試采大型模擬實驗裝置,同時還采用了我國自主設計建造的超深水半潛式鉆井平臺“藍鯨Ⅰ號”。這些裝備的研發彰顯了中國力量與中國智慧,為第二次試采的開展打下了良好的基礎。

“雖有智慧,不如乘勢。”有了第一次試采的經驗,第二次試采的裝備創新成果更加豐碩。據了解,在第二次試采中,我國自主研發了一套實現天然氣水合物勘查開采產業化必需的關鍵技術裝備,形成了六大類32項關鍵技術,其中6項技術領先優勢明顯;研發了12項核心裝備,其中控制井口穩定的裝置吸力錨打破了國外壟斷。這些技術裝備不僅為推進天然氣水合物產業化提供了保障,還在海洋資源開發、涉海工程建設等領域具有廣闊的應用前景。

唯創新者強,唯創新者勝。雖然在兩次試采中,我國裝備創新實現了重大發展,但 “只是萬里長征中邁出的關鍵一步”,只有研發適應不同類型特點的試采工藝和技術裝備,才能更好地滿足今后生產性試采、商業開采的需求,加快天然氣水合物產業化進程,支撐服務國家能源資源安全保障。

體系創新證實綠色開發可行性

天然氣水合物被稱為未來重要的戰略接替資源,實現天然氣水合物綠色開采對我國能源安全及經濟發展意義重大。

隨著世界各國對能源需求的不斷增長和環境?;さ娜找婕憂?,清潔能源的推廣應用已成必然趨勢。天然氣水合物作為一種新型能源,燃燒后僅會生成二氧化碳和水。因其具有儲量巨大、高效清潔、燃燒值高等特點,被譽為“21世紀最具商業開發前景的綠色清潔戰略能源”之一。

長期以來,天然氣水合物開發有可能帶來的環境問題一直被公眾關注,而兩次試采都證明其開采安全可控,打消了人們的疑惑。

在第一次試采前,科研人員開展了10余個航次的環境基線調查,獲取了海洋地質、海洋生物、海水化學等本底數據,以及海底地層力學參數等。按照國際通用的環境管理體系、工藝安全風險管理等標準,采取了嚴格的環境?;ご朧?。利用大氣、水體、海底和井下“四位一體”監測體系,對甲烷、二氧化碳等參數及海底沉降進行實時監測。與本底數據對比顯示,甲烷無泄漏,海底地形無變化,未發生地質災害。

在第二次試采中,創建了獨具特色的環境?;ず圖嗖馓逑?,進一步證實了天然氣水合物綠色開發的可行性,自主創新形成了環境風險防控技術體系,完善了大氣、水體、海底、井下“四位一體”環境監測體系。試采過程中甲烷無泄漏,未發生地質災害。

深地有金,深海藏能,浩瀚的海洋蘊藏著無限的寶藏。我們堅信,有了兩次下深海捉“冰”的經驗,今后,我們的步伐更加鏗鏘有力,未來也定會如你我所愿!□

網站編輯:宮莉

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