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我国冻土带可燃冰“藏宝图”初现端倪

2007年年末,在各路媒体梳理评点我国能源领域年度十大新闻时,中国地质调查局在南海北部成功钻获可燃冰实物样品,当仁不让地占据一席之地。

  可燃冰是自然气水合物的浅显称呼,这种新式的动力矿物是寰球公认的优良的石油代替性资源。有传媒评估,南海自然气水合物的发觉为本国动力界展现了一个后酒石油时期的美妙前途,岂但为本国将来可代替动力需要了保证,并且还能够对于将来社会动力应用格式发生主要反应。

  但少有媒体关注的是,就在2007年岁末,我国陆域永久冻土带天然气水合物资源远景调查也有了初步成果,在中国地质调查局组织的专家评审会上,由中国地质科学院矿产资源所负责的这个项目获得了优秀等级。

  “与海底水合物相比,陆上水合物的勘探、开发技术相对容易,故迄今为止的天然气水合物开发试验均位于陆上冻土区,待其取得成功后才有可能推广到海底沉积物中。但我国是率先在海域取得突破,而陆上的工作起步较晚。”负责我国陆域永久冻土带天然气水合物资源远景调查项目的祝有海研究员在接受《科学时报》记者采访时表示。

我国冻土带可燃冰资源潜力巨大

  我国冻土带面积达215万平方公里,占国土总面积的22.4%,是世界上仅次于俄罗斯、加拿大的第三冻土大国。但历史上我国冻土带上天然气水合物大规模资源调查研究几乎处于空白状态,而国际上加拿大等国在冻土带上的天然气水合物研究已有数年。鉴于冻土区天然气水合物的重要意义,中国地质调查局于2004年设立“我国陆域永久冻土带天然气水合物资源远景调查”地质调查项目,由中国地质科学院矿产资源研究所、吉林大学、中国地质大学(北京)、北京大学、国家地质实验测试中心等单位承担。

  项目组在青藏高原和东北冻土带历时近4年的艰苦调查研究,最终在2007年年底举行的评审会上得到了各方专家的高度评价。该项目对我国冻土带天然气水合物的成矿条件、异常标志、找矿前景及其资源潜力进行了综合研究,取得了许多重要进展和成果,为我国冻土区天然气水合物找矿部署提供了坚实基础。

  祝有海的办公室里挂着一张首次编制出的我国冻土区天然气水合物稳定带分布图和找矿远景区分布图。在这张“藏宝图”上,记者看到,青藏高原和东北冻土区具备较好的天然气水合物形成条件和找矿前景,其中羌塘盆地是最有前景的找矿远景区,其次是祁连山木里地区、东北漠河盆地和风火山—乌丽地区等。

  “羌塘盆地年均匀土温最低、土温梯度最低、冻土层绝对于较厚,同声也是青藏高原成油成气环境最好的地域,有适合的温压环境和紧缺的气源环境构成自然气水合物。名目组正在羌塘盆地发觉显然的高烃异样,且正在冻土层之下发觉一异样高阻层,很有能够与自然气水合物相关。”祝有海介绍说。

  另外,祁连山木里地区有丰富的煤层气,并在冻土层内发现有长年连续逸出的可燃气体(甲烷),推测在适当的温压条件下易于形成天然气水合物。

  负责东北冻土区天然气水合物调查研究的赵省民告诉记者,东北地区年平均气温最低、地温梯度最低、冻土最发育的漠河盆地地区,有充足的气源形成天然气水合物,项目组发现了3个高阻层,推测第三高阻层有可能与天然气水合物有关。

世界级难题

  虽然美国、加拿大等少数国家已经获得冻土区天然气水合物实物样品,但这是一个世界级科学难题。

  俄罗斯麦索亚哈气田是全球唯一商业性开采天然气水合物的成功实例,迄今生产已达30余年。

  尽管有测井曲线显示,气田冻土层之下250~350米处存在明显的“冰冻”岩段,且电阻率测井曲线进一步显示存在天然气水合物,并且此后的气田产量一直稳定,气田储层压力和气、水界面稳定,这些都是天然气水合物存在才有的现象,但人们并没能取得天然气水合物存在的直接证据。

  “从2002年至2007年,我们不断为取得了一些异常发现而振奋。项目组在青藏高原和东北冻土区进行野外调查,多处喷气冷泉群采样分析发现富含烃类气体,废弃钻井中逸出气体可以直接点燃,近地表沉积物中烃类气体高于全国14个盆地平均值多达20余倍,显示冻土层下天然气水合物成藏条件非常优越。”祝有海告诉记者。

  但迄今已知的各种地球物理、地球化学等技术方法手段在工作区都试过之后,一系列令人振奋的发现也只能证明工作区具备较好的天然气水合物成矿条件和找矿前景。由于是在面上开展工作,而且工作区地质工作基础薄弱,想要在我国冻土区寻找到天然气水合物存在的直接证据,难度可想而知。

  虽然很难取得天然气水合物存在的直接证据,但并不妨碍各国对潜在的天然气水合物矿藏的开发利用研究。2002年,美国、日本、加拿大、德国、印度等5国八方合作,利用热法和减压法试验对加拿大马更些冻土区的天然气水合物成功开展了短期控制性试生产,结果大获成功,被誉为天然气水合物开发利用史上的里程碑,为将来的长期试生产和最终开发利用奠定了基础。

  目前,国际上天然气水合物调查研究的重点正呈现出从资源调查逐渐向开发利用过渡的发展趋势,如美国研发计划要求在2010年消除水合物开采的技术阻碍,在2015年实现商业性开发。日本和印度则要求在2010年前后实现天然气水合物的商业性开发。

  在各国竞相提速天然气水合物开发利用研究的大趋势背景下,中国地质调查局部署研究力量,填补我国陆域冻土带天然气水合物资源大规模调查研究的空白,其重要意义是显而易见的。

三大瓶颈:起步晚、基础差、调查技术装备落后

  近年来,我国在海域天然气水合物领域的各类科研投入巨大,不仅取得了天然气水合物实物样品,而且在技术装备方面,通过国家“863”计划“天然气水合物探测技术”等课题的研究,在天然气水合物地震采集技术、地震识别处理技术、船载地球化学探测系统和保真取心钻具等方面取得了显著进展,初步形成了适合中国海域特点的天然气水合物探测技术系列。

  与海底天然气水合物相比,陆上天然气水合物的勘探、开发技术相对容易。但形成鲜明对比的是,我国陆域冻土层天然气水合物研究发展滞后,不仅起步晚,而且基础差,调查技术装备落后。

  “总体上来说,我国天然气水合物调查起步较晚,工作程度很低,冻土区尤其如此,仍处于预测阶段或预查阶段。”祝有海告诉记者。

  “国际上发现冻土区天然气水合物的几个地方基本上是油气区,都是在解释油田测井资料时发现可能有天然气水合物存在,然后专门打钻验证。而我国在青藏高原和东北冻土区的油气工作比较薄弱,打钻很少,有的地方几乎没有打钻,地质工作基础薄弱,因此,缺少资料积累,没有地表调查的方法手段可借鉴,调查难度很大。”

  “另外,青藏高原是处于中低纬度带上的高山冻土,也有别于国际上普遍分布的极地冻土。其天然气水合物成矿机理和成藏机制均有其特殊之处,迫切需要开展相关找矿理论研究。技术装备方面也与国外先进水平相差较远,离实际利用还有很长的距离。”

  尽管我国陆上冻土区天然气水合物目前正处于资源调查阶段的早期,而且存在诸多难题,但项目研究人员估算其理论资源量巨大,开发利用前景十分可观。而来自国家政策方面的支持,更让祝有海对陆上冻土区天然气水合物调查研究和开发利用的未来充满了乐观态度。

  “天然气水合物开发利用研究正受到国家有关部门的重视,特别是国务院于2006年1月先后颁发的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》和《国务院关于加强地质工作的决定》,前者将天然气水合物开发技术列为22项前沿技术之一,后者也将自然气水合物等无比规动力资源的考察评估和勘查名列地理任务的次要使命。因而,中国自然气水合物的考察钻研将会失去进一步增强和注重,考察钻研历程将会进一步前进,并正在没有久的未来过渡到试消费阶段和推销性生产阶段。”祝有海说

 

 
 
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