开辟能源新时代 中国已成为独立掌握海洋“可燃

封面新闻记者 刘皓洋

天然气水合物，俗称可燃冰，是一种极为高效清洁的能源。在我国南海海域，其资源量达到了85万亿立方米，是全国常规天然气储量的2.1倍以上。

目前，世界各国都高度重视可燃冰的商业化技术发展，正在加大投入和加紧研究其商业开发应用技术。2017年，西南石油大学的固态流化试采是世界首次成功实现资源量占全球90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采。标志着我国唯一拥有完全自主知识产权的海洋“可燃冰”固态流化开采新技术获得突破性成果，使中国成为又一独立掌握海洋“可燃冰”试采技术、工具的国家。

开采可燃冰的痛点如何各个击破？固态流化开采技术又是如何一步步成型？封面新闻专访西南石油大学海洋天然气水合物研究院院长魏纳，揭开了可燃冰开采的神秘面纱。

可燃冰开采难度大 传统降压法面临五大风险

研究发现，可燃冰赋存区域大多具有埋深浅、矿藏疏松、弱胶结或未胶结、不稳定、无致密盖层、无发育完备的生储盖等特征（非成岩天然气水合物，占85%以上）。

此前，国内外天然气水合物开采技术研究和试采工程均借鉴常规油气开采工艺，采用降压法进行试采。而如果使用降压法长期开采，水合物无序分解且不可控将面临五大风险：泥砂大量入井造成堵塞停产；大量分解天然气逸散到海水中，资源浪费、采气率、产量低；海底结构变形导致生产装备失稳失控，造成生产安全风险；大量逸散天然气自由膨胀上升对海上船只造成灾难和破坏海洋生态，大量天然气进入大气层产生温室效应；长期开采，水合物矿体溃散塌陷，导致地层不稳定，引发海底滑坡。

2012年，西南石油大学首次基于海洋天然气水合物物理特性和海洋环境特点提出了六个“利用”原理，回避可燃冰储层的无序分解和地质坍塌，实现了“顺其自然、变害为利、变不可控为可控”的安全绿色开采。

多年协同攻关 开发全球首个可燃冰固态流化开采模拟实验系统

可燃冰所处环境十分复杂,开采更是牵一发而动全身，除了优化开采方式外，还需要攻克各种技术难题。“我们遇到最大的瓶颈不是做实验，而是这个系统的建立。”魏纳说，2012年，中国工程院院士周守为提出了海洋天然气水合物固态流化开采革命性技术设想，并提出了建立物理模拟实验系统的想法。

“我第一次接触到这套系统的时候，它只是一个用铅笔画的工艺原理图。”魏纳谈到，这套实验系统最大的问题是它很多环节都是全新的，所有的设备都没没法在市场上买到，只能自主设计研发。经过三年半的研究，西南石油大学研发团队发明和研制成功全球首个具有完全自主知识产权的海洋非成岩天然气水合物固态流化开采大型物理模拟实验系统。包括水合物样品制备、破碎及浆体调制，浆体高效管输与分离，实时图像捕捉、数据采集及安全控制自动化3大模块12个子系统。

2017年5月12日，魏纳代表西南石油大学作为中海油以外的唯一一个外部技术支持单位在南海神狐海域依托“海洋石油708”深水工程勘察船在克服高温、高盐、高湿的恶劣海况条件下开展了我国第一次海域天然气水合物固态流化试采工作，为现场工程提供技术服务。5月25日，甲烷气体从燃烧臂内喷涌而出，无数个日日夜夜艰辛探索、无数人翘首以盼的熊熊火焰在蓝色大海上格外耀眼，冲天而起的火焰标志着我国首次开展海域天然气水合物固态流化试采获得圆满成功，采收率达80.1%对比常规方法平均采收率提升46%，验证了固态流化法科学原理正确、技术方法可行、工程实施有效！“当仰望校旗和火焰高高飘扬在祖国南海的天空时，无比自豪，倍感欣慰。”回想那一刻，魏纳感慨万千。

创新人才培养 让可燃冰之路越走越通畅

在给人类带来新的能源前景的同时，可燃冰对人类的生存环境也提出了非常严峻的挑战。目前，为了加速实现“可燃冰”工业化大规模开采，中国可燃冰的相关理论研究、技术攻关和开发实验工作正在紧锣密鼓进行中。其中，创新人才培养占据十分重要的地位，而西南石油大学在相关人才培养方面做出了探索。据魏纳介绍，海洋天然气水合物开采是一个系统工程，其不仅与传统的油气勘探、开发、运输、储存等行业有关，也与机械、计算机等非石油行业密不可分。

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