我國可燃冰試採未對周邊環境造成影響
2017年5月18日,我國在南海海域水深1266米海底以下203—277米的天然氣水合物礦藏開採出天然氣。從5月10日起,經試氣點火,連續產氣8天,累計產氣超12萬立方米,甲烷含量最高達99.5%。我國這次試採成功,震驚了世界。我國進行可燃冰試採,一直非常重視環境影響,投入大量人力物力進行研究。監測結果顯示,本次試採未對周邊大氣和海洋環境造成影響。
探祕試採作業平台
5月18日上午9時左右,直升飛機進入神狐海域不久,透過窗外就看到,洶湧澎闊、遼闊無邊的海面上,穩穩停立着一座船底到鑽井架頂端有37層樓高、甲板面積相當於一個標準足球場大小的龐然大物,光是從外形上就給了一種從未有過的心理震撼。
負責實施試採項目的中國地質調查局廣州海洋地質調查局的工作人員在旁邊告訴,這就是負責這次試採任務的,淨重超過4.3萬噸,最大作業水深3658米,最大鑽井深度15240米,目前全球作業水深、鑽井深度最深的半潛式鑽井平台,適用於全球深海作業,可對抗12級暴風的侵擾。試採成功後,很多人已經從新聞上知道,正是這座代表當今世界海洋鑽井平台設計建造最高水平的“藍鯨一號”,將我國深水油氣勘探開發能力帶入世界先進行列。
飛機降落停穩在甲板上後,從敞開的機門走到平台上,整個人還沒有從“藍鯨一號”帶來的震撼中回過神來,眼睛就馬上被平台另一角熊熊燃燒的火炬所吸引。沒錯!火炬正在燃燒着的,正是中國的'科學家和地質工作者剛剛從海底開採和分離出來的天然氣。隔着一組四處噴灑的水龍頭,它快樂地扭動着火紅的身驅,與圍在不遠處的一羣工程師身上同是紅色的着裝交相輝映,似乎已經在提前慶祝中國首次海域天然氣水合物(可燃冰)試採成功的喜悦。
緊接着,隨工作人員進入作業平台的工作區。在一箇中型會議室裏邊,整整齊齊地陳列着一排排瓶裝液體樣本,上面的標籤記錄着採集的時間、地點和取樣人的姓名。工作人員笑着向解釋,可燃冰顧名思義,其自然形態與冰差不多。廣州海洋地質調查局以前在做科普講座時,曾經向媒體公開過自然形態的可燃冰。其可以通俗理解為水和天然氣的混合物,只不過是在海底的低温和高壓下,變成了冰狀結晶體。採集回來的可燃冰原狀物,外觀多呈白色或淺灰色晶體,可以像固體酒精一樣被點燃。
據科普人員介紹,形成可燃冰有三個基本條件:温度、壓力和充足的氣源。海底的低温和高壓對於天然氣水合物的形成非常有利,因此世界上的天然氣水合物約有97%分佈於海洋中,僅3%分佈在陸地凍土帶。
可燃冰比頁巖氣更難開採
一般認為,天然氣作為能源,可減少煤和石油的用量,大大改善城市發展中面臨的環境污染問題。據測算,作為一種清潔能源,天然氣能減少二氧化硫和粉塵排放量近100%,減少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%,並有助於減少酸雨形成,舒緩地球温室效應,從根本上改善環境質量。
在可燃冰試採海上作業平台上,瞭解到,可燃冰同樣是一種開採價值非常大的清潔能源。全球可燃冰藴藏的天然氣資源總量約為21000萬億方,可滿足人類使用1000年的需求。而我國可燃冰的總資源約是常規天然氣、頁巖氣等資源量總和的兩倍,按當前的消耗水平,可滿足我國近200年的能源需求。目前我國僅南海探明的可燃冰地質資源量就約為800億噸油當量。
不過,儘管儲量巨大,但和頁巖氣相比,天然氣水合物新能源的開採,卻有相當的難度。天然氣水合物通常賦存於水深大於100—250米(兩極地區)和大於400—650米(赤道地區)的深海海底以下,礦藏通常分佈在數百米至1000多米的海底沉積層內。因為只有在這裏,壓力和温度等物理條件才能使天然氣水合物處於穩定的固態。而相對的,頁巖氣和頁巖油雖然藴含在頁巖中,但好歹可以陸地開採。這次我國試採的可燃冰,就藏在中國南海神狐海域水深1266米海底以下203—277米的地方。
試採過程安全環保
不過,由於甲烷是比二氧化碳更高效的温室氣體,在現有的科學發展水平下,可燃冰的開採是否將對地球的環境帶來不確定的負面影響,仍然面臨外界的諸多疑問。譬如,如何防止開採工程造成海洋生態環境破壞甚至引發地質災害,如何防止開採不當而引起可燃冰大量氣化從而加速地球氣候變暖等。
所幸的是,我國進行海域可燃冰試採,一直非常重視環境問題。儘管可燃冰的商業化開採仍需時日,但我國已提前為解決上述問題投入大量人力物力進行研究。
據廣州海洋地質調查局介紹,2011年6月至2017年3月,南海水合物環評項目組在南海神狐水合物區先後共組織了10個航次的野外調查工作,對試採區進行了多年系統調查,調查內容包括海底工程地質特徵、地質災害特徵、海底環境監測、海洋生物特徵、海水溶解甲烷含量、海水物理化學及水文特徵、海表大氣甲烷含量特徵等,基本查明瞭可燃冰試採區的海洋環境特徵,同時,發展了一系列我國自主產權的環境評價技術,為可燃冰試採、開發提供了良好基礎。
可燃冰試採的環境問題,主要是試採過程中是否發生不可控的可燃冰分解,導致甲烷泄漏,從而引起海底滑坡等地質災害,甚至是甲烷泄漏到海洋或者大氣中而引起環境問題。針對這些問題,在試採過程中,一方面根據水合物區海底地形地貌特徵、工程地質特徵、水合物儲層特徵,通過合理設計井位及降壓方案,從工程設計上避免發生甲烷泄漏所引發的環境問題和災害問題,另一方面通過佈設海底地形、氣體滲漏等監測設備,構建了海水—海底—井下一體化環境安全監測體系,實現對温度、壓力、甲烷濃度及海底穩定性參數的實時、全過程監測。監測結果顯示試採未對周邊大氣和海洋環境造成影響,整個過程安全、可控、環保。
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