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中國凍土帶可燃冰“藏寶圖”初現(xiàn)端倪

2008年01月28日 09:49 來源:科學時報 發(fā)表評論

  2007年年末,在各路媒體梳理評點我國能源領域年度十大新聞時,中國地質(zhì)調(diào)查局在南海北部成功鉆獲可燃冰實物樣品,當仁不讓地占據(jù)一席之地。

  可燃冰是天然氣水合物的通俗稱謂,這種新型的能源礦產(chǎn)是全球公認的優(yōu)質(zhì)的石油替代性資源。有媒體評價,南海天然氣水合物的發(fā)現(xiàn)為我國能源界展示了一個后石油時代的美好前景,不但為我國未來可替代能源提供了保障,而且還可能對未來世界能源利用格局產(chǎn)生重要影響。

  但少有媒體關注的是,就在2007年歲末,我國陸域永久凍土帶天然氣水合物資源遠景調(diào)查也有了初步成果,在中國地質(zhì)調(diào)查局組織的專家評審會上,由中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源所負責的這個項目獲得了優(yōu)秀等級。

  “與海底水合物相比,陸上水合物的勘探、開發(fā)技術相對容易,故迄今為止的天然氣水合物開發(fā)試驗均位于陸上凍土區(qū),待其取得成功后才有可能推廣到海底沉積物中。但我國是率先在海域取得突破,而陸上的工作起步較晚。”負責我國陸域永久凍土帶天然氣水合物資源遠景調(diào)查項目的祝有海研究員在接受《科學時報》記者采訪時表示。

  我國凍土帶可燃冰資源潛力巨大

  我國凍土帶面積達215萬平方公里,占國土總面積的22.4%,是世界上僅次于俄羅斯、加拿大的第三凍土大國。但歷史上我國凍土帶上天然氣水合物大規(guī)模資源調(diào)查研究幾乎處于空白狀態(tài),而國際上加拿大等國在凍土帶上的天然氣水合物研究已有數(shù)年。鑒于凍土區(qū)天然氣水合物的重要意義,中國地質(zhì)調(diào)查局于2004年設立“我國陸域永久凍土帶天然氣水合物資源遠景調(diào)查”地質(zhì)調(diào)查項目,由中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所、吉林大學、中國地質(zhì)大學(北京)、北京大學、國家地質(zhì)實驗測試中心等單位承擔。

  項目組在青藏高原和東北凍土帶歷時近4年的艱苦調(diào)查研究,最終在2007年年底舉行的評審會上得到了各方專家的高度評價。該項目對我國凍土帶天然氣水合物的成礦條件、異常標志、找礦前景及其資源潛力進行了綜合研究,取得了許多重要進展和成果,為我國凍土區(qū)天然氣水合物找礦部署提供了堅實基礎。

  祝有海的辦公室里掛著一張首次編制出的我國凍土區(qū)天然氣水合物穩(wěn)定帶分布圖和找礦遠景區(qū)分布圖。在這張“藏寶圖”上,記者看到,青藏高原和東北凍土區(qū)具備較好的天然氣水合物形成條件和找礦前景,其中羌塘盆地是最有前景的找礦遠景區(qū),其次是祁連山木里地區(qū)、東北漠河盆地和風火山—烏麗地區(qū)等。

  “羌塘盆地年平均地溫最低、地溫梯度最低、凍土層相對較厚,同時也是青藏高原成油成氣條件最好的地區(qū),有合適的溫壓條件和充足的氣源條件形成天然氣水合物。項目組在羌塘盆地發(fā)現(xiàn)明顯的高烴異常,且在凍土層之下發(fā)現(xiàn)一異常高阻層,很有可能與天然氣水合物有關!弊S泻=榻B說。

  另外,祁連山木里地區(qū)有豐富的煤層氣,并在凍土層內(nèi)發(fā)現(xiàn)有長年連續(xù)逸出的可燃氣體(甲烷),推測在適當?shù)臏貕簵l件下易于形成天然氣水合物。

  負責東北凍土區(qū)天然氣水合物調(diào)查研究的趙省民告訴記者,東北地區(qū)年平均氣溫最低、地溫梯度最低、凍土最發(fā)育的漠河盆地地區(qū),有充足的氣源形成天然氣水合物,項目組發(fā)現(xiàn)了3個高阻層,推測第三高阻層有可能與天然氣水合物有關。

  世界級難題

  雖然美國、加拿大等少數(shù)國家已經(jīng)獲得凍土區(qū)天然氣水合物實物樣品,但這是一個世界級科學難題。

  俄羅斯麥索亞哈氣田是全球唯一商業(yè)性開采天然氣水合物的成功實例,迄今生產(chǎn)已達30余年。

  盡管有測井曲線顯示,氣田凍土層之下250~350米處存在明顯的“冰凍”巖段,且電阻率測井曲線進一步顯示存在天然氣水合物,并且此后的氣田產(chǎn)量一直穩(wěn)定,氣田儲層壓力和氣、水界面穩(wěn)定,這些都是天然氣水合物存在才有的現(xiàn)象,但人們并沒能取得天然氣水合物存在的直接證據(jù)。

  “從2002年至2007年,我們不斷為取得了一些異常發(fā)現(xiàn)而振奮。項目組在青藏高原和東北凍土區(qū)進行野外調(diào)查,多處噴氣冷泉群采樣分析發(fā)現(xiàn)富含烴類氣體,廢棄鉆井中逸出氣體可以直接點燃,近地表沉積物中烴類氣體高于全國14個盆地平均值多達20余倍,顯示凍土層下天然氣水合物成藏條件非常優(yōu)越!弊S泻8嬖V記者。

  但迄今已知的各種地球物理、地球化學等技術方法手段在工作區(qū)都試過之后,一系列令人振奮的發(fā)現(xiàn)也只能證明工作區(qū)具備較好的天然氣水合物成礦條件和找礦前景。由于是在面上開展工作,而且工作區(qū)地質(zhì)工作基礎薄弱,想要在我國凍土區(qū)尋找到天然氣水合物存在的直接證據(jù),難度可想而知。

  雖然很難取得天然氣水合物存在的直接證據(jù),但并不妨礙各國對潛在的天然氣水合物礦藏的開發(fā)利用研究。2002年,美國、日本、加拿大、德國、印度等5國八方合作,利用熱法和減壓法試驗對加拿大馬更些凍土區(qū)的天然氣水合物成功開展了短期控制性試生產(chǎn),結果大獲成功,被譽為天然氣水合物開發(fā)利用史上的里程碑,為將來的長期試生產(chǎn)和最終開發(fā)利用奠定了基礎。

  目前,國際上天然氣水合物調(diào)查研究的重點正呈現(xiàn)出從資源調(diào)查逐漸向開發(fā)利用過渡的發(fā)展趨勢,如美國研發(fā)計劃要求在2010年消除水合物開采的技術阻礙,在2015年實現(xiàn)商業(yè)性開發(fā)。日本和印度則要求在2010年前后實現(xiàn)天然氣水合物的商業(yè)性開發(fā)。

  在各國競相提速天然氣水合物開發(fā)利用研究的大趨勢背景下,中國地質(zhì)調(diào)查局部署研究力量,填補我國陸域凍土帶天然氣水合物資源大規(guī)模調(diào)查研究的空白,其重要意義是顯而易見的。

  三大瓶頸:起步晚、

  基礎差、調(diào)查技術裝備落后

  近年來,我國在海域天然氣水合物領域的各類科研投入巨大,不僅取得了天然氣水合物實物樣品,而且在技術裝備方面,通過國家“863”計劃“天然氣水合物探測技術”等課題的研究,在天然氣水合物地震采集技術、地震識別處理技術、船載地球化學探測系統(tǒng)和保真取心鉆具等方面取得了顯著進展,初步形成了適合中國海域特點的天然氣水合物探測技術系列。

  與海底天然氣水合物相比,陸上天然氣水合物的勘探、開發(fā)技術相對容易。但形成鮮明對比的是,我國陸域凍土層天然氣水合物研究發(fā)展滯后,不僅起步晚,而且基礎差,調(diào)查技術裝備落后。

  “總體上來說,我國天然氣水合物調(diào)查起步較晚,工作程度很低,凍土區(qū)尤其如此,仍處于預測階段或預查階段!弊S泻8嬖V記者。

  “國際上發(fā)現(xiàn)凍土區(qū)天然氣水合物的幾個地方基本上是油氣區(qū),都是在解釋油田測井資料時發(fā)現(xiàn)可能有天然氣水合物存在,然后專門打鉆驗證。而我國在青藏高原和東北凍土區(qū)的油氣工作比較薄弱,打鉆很少,有的地方幾乎沒有打鉆,地質(zhì)工作基礎薄弱,因此,缺少資料積累,沒有地表調(diào)查的方法手段可借鑒,調(diào)查難度很大!

  “另外,青藏高原是處于中低緯度帶上的高山凍土,也有別于國際上普遍分布的極地凍土。其天然氣水合物成礦機理和成藏機制均有其特殊之處,迫切需要開展相關找礦理論研究。技術裝備方面也與國外先進水平相差較遠,離實際利用還有很長的距離!

  盡管我國陸上凍土區(qū)天然氣水合物目前正處于資源調(diào)查階段的早期,而且存在諸多難題,但項目研究人員估算其理論資源量巨大,開發(fā)利用前景十分可觀。而來自國家政策方面的支持,更讓祝有海對陸上凍土區(qū)天然氣水合物調(diào)查研究和開發(fā)利用的未來充滿了樂觀態(tài)度。

  “天然氣水合物開發(fā)利用研究正受到國家有關部門的重視,特別是國務院于2006年1月先后頒發(fā)的《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》和《國務院關于加強地質(zhì)工作的決定》,前者將天然氣水合物開發(fā)技術列為22項前沿技術之一,后者也將天然氣水合物等非常規(guī)能源資源的調(diào)查評價和勘查列為地質(zhì)工作的主要任務。因此,中國天然氣水合物的調(diào)查研究將會得到進一步加強和重視,調(diào)查研究進程將會進一步加快,并在不久的將來過渡到試生產(chǎn)階段和商業(yè)性生產(chǎn)階段!弊S泻Uf。(作者:李曉明)

編輯:葛嘉】
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