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再鉆南海 可燃冰——聚焦中國海洋天然氣水合物勘探進程
記者前不久從廣州海洋地質調查局獲悉，今年該局共安排瞭“海洋六號”等4艘調查船，在南海北部西沙海槽等3個海區展開7個航次的綜合調查，對我國南海北部的“可燃冰”資源開展瞭地質取樣、海底攝像、淺層剖面、多波束調查，並采用瞭高分辨率二維地震、準三維地震等調查手段，以及海底地震儀、水下機器人、海底可控源電磁等新方法和新手段。目前，計劃安排的航次和任務量已完成大半。中國計劃：將在南海再鉆“可燃冰”我國南海北部陸坡整體調查研究程度仍較低，調查程度差異較大，對天然氣水合物的地質認識仍不足，距查明資源狀況、探明地質儲量仍有差距據新華社消息，國務院參事、國土資源部原總工程師張洪濤在今年6月初參加“科學傢與媒體面對面”活動時透露，我國明年有望在南海再次鉆探“可燃冰”。張洪濤表示，目前掌握的一些比較有利的區域是在南海大陸坡，但最終選擇哪個區域實施鉆探，還有待進一步調查和研究。“可燃冰”的學名叫天然氣水合物，也有的簡稱水合物。它是由水與天然氣在低溫高壓條件下形成的產物。它存在於海底或陸地凍土帶內，是由天然氣與水在高壓低溫條件下結晶形成的固態籠狀化合物。純凈的天然氣水合物呈白色，形似冰雪，可以像固體酒精一樣直接被點燃，因此，又被形象地稱為“可燃冰”。天然氣水合物是一種新型高效能源，被譽為21世紀具有商業開發前景的戰略資源。2007年，我國曾在南海北部神狐海域成功通過鉆探首次獲得瞭天然氣水合物的實物樣品。據國土資源部發佈的消息稱，2007年5月，中國地質調查局在我國南海北部成功鉆獲天然氣水合物實物樣品，標志著我國天然氣水合物調查研究水平一舉步入世界先進行列。2007年實施的鉆探，是由中國地質調查局統一組織，廣州海洋地質調查局具體實施，輝固國際集團公司Bavenit號鉆探船承擔。第一航段首席科學傢、現任中國地質調查局基礎部主任的張海啟博士介紹，整個航次歷時52天，完成先導孔鉆探8個，取心孔鉆探5個，在8個先導孔中進行瞭管內測井和裸眼測井，在其中3個鉆孔發現並獲取瞭天然氣水合物實物樣品，實現瞭我國天然氣水合物勘探的重大突破。在鉆探結束後約兩年時間裡，廣州海洋地質調查局利用鉆探成果、室內樣品分析以及地球物理處理成果資料，通過測井評價、有井約束地震反演、礦體描述及水合物樣品測試等，開展瞭天然氣水合物成礦地質條件和富集特征研究。科學傢們對我國神狐海域的天然氣水合物資源有瞭五個方面的認識：明確瞭我國神狐海域水合物類型。為擴散型，呈分散狀，富集在穩定帶下部BSR（似海底反射）之上。並在鉆探區內圈定出11個天然氣水合物礦體，礦層平均有效厚度約20米，預測車貸台北士林車貸其天然氣儲量豐富。通過對含水合物樣品氣體組分及同位素分析表明，鉆探區水合物富集層位氣體主要為甲烷，平均含量達到98.1%，主要為微生物成因氣，烴類組分以甲烷為主。具立方晶體結構，為型水合物，即純甲烷水合物。研究發現，似海底反射界面是神狐海域水合物賦存的主要標志。反射強度與沉積物孔隙中水合物飽和度有關。獲得水合物的三個站位，含水合物的飽和度最高值分別為25.5%、46%和43%，是目前世界上已發現的同類型水合物地區中飽和度最高的地方。研究發現，控制該區天然氣水合物成藏的關鍵因素是天然氣供應量和溫度。鉆探區地溫梯度變化較大，區內沉積物孔隙水中的硫酸根離子含量在垂向上變化迅速，較好地指示瞭水合物的存在。含天然氣水合物沉積層具有高電阻率及高層速度特征。此外，研究人員還在其中1個站位大於50米較深處，發現有標志水合物的新類型微生物古菌群落存在。利用鉆探、測井及地震資料相結合的技術提高分辨率，能較好地描述水合物礦體的厚度和平面變化特征，從三維空間預測水合物礦體的空間分佈形態。廣州海洋地質調查局礦產所副所長、教授級高級工程師梁金強向記者介紹說，10多年的調查與評價表明，我國南海北部陸坡具有良好的天然氣水合物資源遠景，是我國重要的潛在戰略能源資源接替區域之一。但是，南海北部陸坡整體調查研究程度仍較低，除神狐海域局部地區實施鉆探外，其他均未鉆探，對水合物的地質認識仍屬不足，距摸清資源狀況、探明地質儲量仍有一定差距。加強調查：啟動國傢水合物計劃重點加快南海北部和青藏高原水合物資源遠景區勘查與進一步評價，並將選擇重點目標實施水合物試驗性開采，為這一資源的早日開發利用作好技術準備從2011年開始，我國正式啟動新的國傢水合物計劃。過去10年，我國在南海北部陸坡和青海祁連山(600720,股吧)地區進行初步調查並取得一定成果的基礎上，新的國傢水合物計劃將分不同層次、不同程度對我國管轄海域、專屬經濟區、陸域凍土帶、管轄外海域進行資源勘查與評價。其重點是要加快南海北部和青藏高原水合物資源遠景區勘查與進一步評價，並將選擇重點目標，實施水合物試驗性開采，為這一資源的早日開發利用作好技術準備。據瞭解，新的國傢水合物計劃長達20年，從2011年開始，至2030年結束，分兩個階段實施。其中，2011年~2020年為第一階段，2021年~2030年為第二階段。據瞭解，在這個計劃中，南海水合物勘查是其中一項重大項目，其主要任務，是在我國南海北部陸坡區水合物的重點成礦區帶，實施以綜合地質、地球物理、地球化學、鉆探等為主的水合物資源勘查，圈定有利分佈區，查明資源分佈狀況；優選2~3個水合物富集區，利用海上開采配套技術研究成果，實施水合物試驗性開采；同時，還要爭取擴大在我國管轄海域開展水合物資源勘查的范圍，對調查區水合物資源前景進行初步評價，以期取得戰略性突破。也就是說，在這一階段，我國將根據不同勘探程度，分層次對南海水合物資源進行勘查，通過進一步勘查與評價，鎖定富集區域，為今後我國海域水合物試開采及開發利用、實現產業化奠定基礎。實施鉆探成為其中一個重要的環節。據梁金強介紹，我國海洋水合物勘查已經經歷瞭10多年的歷史進程。從1999年開始，在中國地質調查局地質大調查經費支持下，廣州海洋地質調查局探索性地開展瞭500公裡深水高分辨率多道地震調查，首次發現這一海域存在天然氣水合物的地震指示標志似海底反射（BSR），第一次在我國海域發現瞭天然氣水合物資源存在的蹤影。此後，通過多個航次的調查，進一步發現瞭天然氣水合物賦存的地質、地球物理、地球化學的多信息證據，從而得到瞭國傢的高度重視。2002年，國傢批準在我國海域開展天然氣水合物資源調查與評價，廣州海洋地質調查局負責這一項目的具體實施。在10年時間裡，項目重點選擇瞭南海北部陸坡西沙海槽、神狐、東沙及瓊東南等4個海域，利用廣州海洋地質調查局“奮鬥四號”、“奮鬥五號”、“海洋四號”、“探寶號”，以及德國“太陽號”等多艘綜合科學考察船開展調查，並於2007年租用國外鉆探船在神狐海域實施鉆探，取到天然氣水合物實物樣品。10多年來，隨著調查分析不斷深入，在我國南海北部陸坡海域，已劃出6個天然氣水合物成礦遠景區帶，總面積達14.84萬平方公裡，預測遠景資源量相當於744億噸油當量，並進一步圈出其中若幹個成礦區帶和成礦區塊。通過10多年持續不斷的調查研究，我國在海洋天然氣水合物資源調查研究領域取得瞭重大進步，認識逐步深入，資源前景樂觀。但是，與世界發達國傢比較，我國南海北部陸坡整體調查研究程度仍較低，對西沙海槽、東沙、神狐、瓊東南等4個海區的調查程度差異較大。盡管目前我國已在南海北部圈定出若幹個鉆探目標區，但僅神狐海域這一局部地區實施瞭鉆探，還有大量目標區有待進一步精確調查和鉆探研究，這些都要通過國傢新的水合物計劃來進一步完成。今年部署：開展分層次調查中國地質調查局進行瞭系統部署，今年，在重點目標區使用水下機器人（ROV）進行調查，獲取瞭一批與海底“可燃冰”相關的地質信息記者從廣州海洋地質調查局獲悉，2012年，針對南海北部天然氣水合物資源調查，該局按以下3個層次部署任務：一是針對有利區開展詳細調查。其目的是，查明異常區分佈范圍，圈定有利勘探目標區，為優選後續有利鉆探目標，評價資源潛力提供基礎資料和依據。二是繼續開展普查。初步查明成礦地質條件，圈定地球物理、地球化學異常分佈區域，為評價和優選成礦有利區提供基礎資料和依據。三是擴大資源遠景區。今年已部署在工作程度較低的海域開展調查，瞭解成礦地質條件，圈定地球物理異常分佈區域，擴大資源遠景區，為下一步工作部署提供依據。梁金強說，圍繞勘查研究目標，廣州海洋地質調查局進行瞭系統部署，強調勘查的層次性，針對不同的勘查目標和地質要求，使用不同的調查方法。通過近幾年的調查，該局已選定一些重要的目標，計劃明年開始實施鉆探。同時，強調多學科綜合性勘查評價，在勘探中將重視新技術新方法的應用，更加重視勘探的成效。總體上，經過多年探索，我國海域天然氣水合物調查方法和技術更為豐富和成熟，融合瞭地球物理、地質采樣及海底淺表層聲學等多種調查手段。采用這些調查手段，可以從不同的角度尋找天然氣水合物存在的證據。近兩年，廣州海洋地質調查局在原有調查手段的基礎上，新增瞭海底地震儀（OBS）、水下機器人（ROV）、海底可控源電磁（CSEM）等調查方法，取得瞭明顯效果，進一步提高瞭勘探成效。新的水合物計劃實施1年多，我國對南海北部陸坡天然氣水合物的調查程度逐步加深，擴大瞭資源遠景區范圍，成礦條件研究資料更加豐富，南海北部一些重點目標區天然氣水合物賦存特征得到進一步證實，為鉆探評價打下瞭良好基礎。記者瞭解到，廣州海洋地質調查局今年在南海北部陸坡部署並開展瞭地質、地球物理、地球化學等多學科綜合調查，調查方法包括多道地震、淺層剖面、多波束、地質及微生物取樣、海底熱流、海底攝像、海底地震儀（OBS）、可控源電磁試驗、“海獅號”水下機器人（ROV）等多種。在詳查區裡，該局還部署瞭比較綜合的手段，增加瞭深水多波束、海底可控源電磁等比較先進手段來探測水合物分佈情況。今年5月，“海洋六號”船首次成功利用ROV、可控源電磁等高新技術進行勘查，特別是在重點目標區使用ROV進行調查，獲取瞭許多冷泉甲烷滲漏活動的清晰影像及自生碳酸鹽巖、生物樣品等與海底“可燃冰”相關的證據。同時，成功利用我國自主研發的可控源電磁技術裝備進行水合物調查試驗，發現瞭可能由水合物引起的高電阻率異常帶，為鉆探選區提供瞭非常有利的資料。據介紹，與地震勘探方法不同，“電磁”勘探方法向海中釋放是電磁波。電磁波沒有聲音，也不引起海水震動。通過調查船拖拽，在航行中向海底地層發射電磁波，同時接受周邊地層反射回來的信號。海底天然氣水合物與周圍物質相比，電阻率偏高，因此，通過測量海底的電阻率參數，可以判斷它的存在。實踐證實，“電磁”勘探法是水合物的主要輔助調查手段，未來會越來越多地應用到“可燃冰”勘探中。記者瞭解到，廣州海洋地質調查局廣泛聯合國內優勢力量，使我國在天然氣水合物成礦理論、勘查技術及鉆采技術、環境效應等領域，形成多方參與的綜合性研究平臺，充分發揮產、學、研相結合的優勢，多學科、跨部門進行聯合攻關。在成礦理論方面，開展瞭水合物成藏的氣源、沉積和構造條件研究，水合物成礦溫壓場條件及控礦機理研究，水合物成礦系統地質、地球物理、地球化學、微生物異常響應特征綜合研究，天然氣水合物成藏動力學及成藏規律研究，取得瞭許多新成果。在勘查技術研發方面，開展瞭海洋可控源電磁探測系統研究，除首次獲取瞭南海可控源電磁數據外，還開展瞭三維地震與海底地震探測、海底熱流探測等技術研究。例如，通過OBS偶合技術、OBS測試技術、觀測系統設計等技術方法研究，提高瞭OBS回收率和采集質量。這些成果，為我國海洋水合物計劃的實施提供瞭技術支撐。梁金強說，今年以來，除瞭海上調查以及室內資料處理、實驗測試，綜合解釋人員也在緊張工作，為明年鉆探目標選擇和井位部署也是重點之一。按照計劃，正在進行的海上準三維調查，可更精細地瞭解海底水合物礦體的分佈狀況，將提交一批鉆探井位。張洪濤透露，明年有望開展的水合物鉆探，也可能邀請世界頂級科學傢參與合作。記者從廣州海洋地質調查局瞭解到，該局目前正積極對世界上具備水合物鉆探及取樣能力的調查船展開調研，為下一步即將開展的鉆探做好準備。中國期待：試采“可燃冰”目前，試采天然氣水合物已經列入國傢水合物計劃之中。按照計劃，我國將在勘查評價基礎上，利用海上開采配套技術研究成果，實施水合物試驗性開采水合物試采技術是國傢核心技術，中國地質調查局海洋處負責人趙洪偉博士向記者介紹瞭我國在這一方面的發展。從2004年起，我國逐步啟動瞭水合物開采基礎研究工作，建立瞭小型物性測試裝置，室內合成水合物，初步進行瞭開采技術的模擬實驗研究。但在總體上看，尚處於起步階段，與國外先進的試開采技術差距較大。同時，由於海洋水合物絕大多數分佈在500米~3000米水深的海底沉積物中，儲存條件復雜、埋深淺，開發過程中易引發工程地質災害、溫室效應等，尋求安全、可靠、經濟的開采技術，我國面臨著巨大的挑戰。據瞭解，1995年以來，美國、日本、德國、加拿大、印度、韓國等均制定國傢計劃，投入巨資、研發新技術裝備，開展水合物資源勘查與試采。從2002年起，加拿大、美國、日本等國傢，已在加拿大北部和美國阿拉斯加凍土區進行水合物試采並獲成功。我國周邊國傢日本、印度、韓國也紛紛在其管轄海域，相繼開展調查並獲取瞭水合物樣品，展示瞭巨大的資源前景。其中，日本計劃2012年在其南海海槽施工國際上第一口海域開發測試井，2016年進行商業性開發；韓國計劃2015年進行試驗性開采。我國臺灣自20世紀90年代以來，在臺西南海域開展瞭系統調查，認為臺西南海域存在巨大的資源前景，僅1萬平方公裡海域內的水合物，就可供臺灣使用60年以上，並擬從2012年開始實施天然氣水合物主軸計劃，於2020年完成開采技術準備，2025年實現商業性開發。我國南海周邊越南、馬來西亞、菲律賓等東南亞國傢，近期也緊鑼密鼓進行前期調查與研究。有關專傢強調，我國應加快步伐，加緊對“可燃冰”的調查與研究。
新聞來源http://news.hexun.com/2012-07-23/143866575.html
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