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青藏高原多年凍土區(qū)是天然氣水合物重要資源遠(yuǎn)景區(qū)。新華社發(fā) |
天然氣水合物具有污染小、儲(chǔ)量大、分布廣、能量密度高等獨(dú)特的資源優(yōu)勢(shì)，被譽(yù)為未來(lái)的戰(zhàn)略接替能源，引起了世界各國(guó)的高度重視。雖然我國(guó)已分別在南海和青藏高原多年凍土區(qū)鉆獲了天然氣水合物實(shí)物樣品，但與天然氣水合物開(kāi)發(fā)研究強(qiáng)國(guó)相比技術(shù)差距仍然很大。由于陸域天然氣水合物比海域天然氣水合物勘查成本低、開(kāi)采安全系數(shù)高、開(kāi)采對(duì)生態(tài)環(huán)境影響小，因此當(dāng)前我國(guó)應(yīng)選擇青藏高原多年凍土區(qū)重點(diǎn)部署天然氣水合物的開(kāi)發(fā)研究，并采取制定國(guó)家規(guī)劃、加大投入力度、建立研發(fā)基地等措施加強(qiáng)其開(kāi)發(fā)研究。
天然氣水合物：吸引全球目光
俄美加日處于開(kāi)發(fā)研究前沿
1965年，在俄羅斯西伯利亞多年凍土區(qū)麥索雅哈氣田首次發(fā)現(xiàn)天然氣水合物。1972—1974年，美國(guó)、加拿大也分別在阿拉斯加、麥肯齊三角洲凍土帶的油氣田區(qū)發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的水合物礦藏。1979年，國(guó)際深海鉆探計(jì)劃(DSDP)第66、67航次在中美洲海槽危地馬拉的鉆孔巖芯中首次發(fā)現(xiàn)了海底天然氣水合物。20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著對(duì)天然氣水合物的資源前景和環(huán)境效應(yīng)的逐步認(rèn)識(shí)，美國(guó)、日本、俄羅斯、加拿大等國(guó)都把天然氣水合物的勘查、開(kāi)發(fā)作為國(guó)家資源產(chǎn)業(yè)計(jì)劃的一部分，目前均已取得重大發(fā)現(xiàn)。印度、韓國(guó)也把天然氣水合物資源的勘查提到國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃中。
目前，世界上至少已有30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)開(kāi)展了天然氣水合物的研究與勘查評(píng)價(jià)工作，在世界各地發(fā)現(xiàn)多處海域和陸域天然氣水合物礦藏。由于天然氣水合物巨大的開(kāi)采難度，目前實(shí)際開(kāi)展試開(kāi)采的只有俄羅斯西伯利亞麥索雅哈、美國(guó)阿拉斯加北坡和加拿大麥肯齊三角洲三個(gè)極地凍土區(qū)礦藏，尚無(wú)真正商業(yè)開(kāi)采案例。此外，美國(guó)還在墨西哥灣成功進(jìn)行了鉆井實(shí)驗(yàn)。日本除參加加拿大麥肯齊三角洲多年凍土區(qū)天然氣水合物試開(kāi)采外，還成功進(jìn)行了南海海槽的鉆井實(shí)驗(yàn)。
俄羅斯、美國(guó)、加拿大、日本等國(guó)處于天然氣水合物開(kāi)發(fā)研究前沿，基本完成第一階段實(shí)驗(yàn)室模擬開(kāi)采，進(jìn)入第二階段礦區(qū)試驗(yàn)開(kāi)采研究階段，美國(guó)和日本分別制定了2015年和2016年進(jìn)行商業(yè)開(kāi)采的時(shí)間表。
迄今，世界上天然氣水合物試開(kāi)采最成功的案例當(dāng)屬俄羅斯西伯利亞麥索雅哈氣田。該氣田于1969年開(kāi)始試開(kāi)采天然氣水合物，到1990年最終停產(chǎn)，目前已成功地半連續(xù)生產(chǎn)了17年，從麥索雅哈天然氣田開(kāi)采出的天然氣中約36%(約51.7億立方米)的氣體產(chǎn)自于天然氣水合物。俄羅斯麥索雅哈的開(kāi)采實(shí)踐表明，與常規(guī)天然氣資源相比，無(wú)論是開(kāi)采年限、布井密度，還是開(kāi)采成本，天然氣水合物均具極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
戰(zhàn)略意義抓牢各國(guó)眼球
1998年5月，美國(guó)參議院能源委員會(huì)一致通過(guò)了1418號(hào)議案——“天然氣水合物研究與資源開(kāi)發(fā)計(jì)劃”，將天然氣水合物資源作為國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略能源列入長(zhǎng)遠(yuǎn)計(jì)劃，該議案批準(zhǔn)天然氣水合物資源研究開(kāi)發(fā)年投入經(jīng)費(fèi)2000萬(wàn)美元，要求能源部制訂統(tǒng)一的研究規(guī)劃，組織國(guó)內(nèi)科研單位進(jìn)行聯(lián)合研究，并于2015年實(shí)施商業(yè)性開(kāi)采。
1994年，日本成立天然氣水合物開(kāi)發(fā)促進(jìn)委員會(huì)，先后啟動(dòng)了“天然氣水合物研究及開(kāi)發(fā)推進(jìn)初步計(jì)劃”和“開(kāi)發(fā)利用天然氣水合物”國(guó)家計(jì)劃。由日本通產(chǎn)省協(xié)調(diào)，日本地質(zhì)調(diào)查局加上10家石油公司共同組織進(jìn)行早期調(diào)查勘探、鉆探，其研究開(kāi)發(fā)國(guó)家五年計(jì)劃投入經(jīng)費(fèi)6400萬(wàn)美元。
韓國(guó)在郁龍盆地局部地區(qū)完成了天然氣水合物地球物理調(diào)查后，商業(yè)、工業(yè)和能源部制定了天然氣水合物長(zhǎng)期規(guī)劃藍(lán)圖，從2000年開(kāi)始，韓國(guó)穩(wěn)定地執(zhí)行該規(guī)劃調(diào)查和研究三階段第一階段五年計(jì)劃的年度任務(wù)。印度對(duì)天然氣水合物的投入相當(dāng)于9000萬(wàn)元人民幣/年，目前分別在其東、西部近海的孟加拉灣與阿拉伯海開(kāi)展了天然氣水合物調(diào)查研究工作。盡管沒(méi)有天然氣水合物資源，但德國(guó)投入9000萬(wàn)馬克設(shè)立了國(guó)家天然氣水合物調(diào)查研究專(zhuān)項(xiàng)，組織實(shí)施了德、美、加、俄四國(guó)合作項(xiàng)目，德國(guó)“太陽(yáng)號(hào)”科學(xué)調(diào)查船的活動(dòng)和成果在全球最為引人注目。
中國(guó)的起步與差距
中國(guó)天然氣水合物研究工作始于20世紀(jì)90年代初，比美國(guó)、俄羅斯、加拿大、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家晚了近20年。1998年，國(guó)土資源部把天然氣水合物勘探目標(biāo)鎖定在南海北部陸坡。1999年，南海首次發(fā)現(xiàn)天然氣水合物存在的各項(xiàng)重要標(biāo)志，初步確認(rèn)天然氣水合物的存在。2002年起，由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局主持的國(guó)家專(zhuān)項(xiàng)，開(kāi)展了中國(guó)海域天然氣水合物調(diào)查。2007年5月，中國(guó)在南海北部成功鉆獲天然氣水合物實(shí)物樣品，從而成為繼美國(guó)、日本、印度之后第四個(gè)通過(guò)國(guó)家級(jí)研發(fā)計(jì)劃采到水合物實(shí)物樣品的國(guó)家。2009年9月，中國(guó)又在青藏高原多年凍土區(qū)獲得天然氣水合物實(shí)物樣品，由此成為世界上首次在中低緯度地區(qū)發(fā)現(xiàn)天然氣水合物的國(guó)家。
中國(guó)天然氣水合物資源勘查已經(jīng)形成由國(guó)家調(diào)查專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目、“973”項(xiàng)目及三大石油公司的勘查項(xiàng)目組成的立體、多層次的勘查投入體系。
目前，中國(guó)對(duì)天然氣水合物的研究還處在調(diào)查評(píng)價(jià)前期階段，開(kāi)采研究剛剛起步，尚未開(kāi)展試開(kāi)采研究。雖已初步掌握其研究方法，并取得一些重要進(jìn)展，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)天然氣水合物研究在實(shí)驗(yàn)室模擬、基礎(chǔ)理論、調(diào)查評(píng)價(jià)研究、鉆探技術(shù)和鉆探裝備、實(shí)驗(yàn)區(qū)選擇、工業(yè)化開(kāi)采和新技術(shù)開(kāi)發(fā)等多方面還有很大差距。