提起能源，人們想到的往往是煤、油、氣點燃的火炬而不會是冷冷的冰塊，但中國科技工作者已經(jīng)可以將蘊(yùn)藏在海底的“冰塊”點燃成熊熊燃燒的火焰，讓“冰火交融”從夢想變成現(xiàn)實。 從5月10日起，源源不斷的天然氣從1200多米的深海底之下200多米的底層中開采上來，點燃了全球最大海上鉆探平臺“藍(lán)鯨一號”的噴火裝置。這是我國首次、也是全球首次對資源量占比90%以上、開發(fā)難度最大的泥質(zhì)粉砂型儲層可燃冰成功實現(xiàn)試采。這次試采不僅對我國未來的能源安全保障、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)具有重要意義，甚至可能給世界能源接替研發(fā)格局帶來改變。不過，我國實現(xiàn)可燃冰的商業(yè)性開發(fā)，還很遙遠(yuǎn)。
中國首次海域可燃冰試采成功。
國土資源部部長姜大明5月18日對外宣布，5月10日起，我國從南海神狐海域水深1266米海底以下203-277米的天然氣水合物（也即可俗稱的“可燃冰”）礦藏實現(xiàn)連續(xù)187個小時的穩(wěn)定產(chǎn)氣。
姜大明表示，這意味著我國首次、也是全球首次對資源量占比90%以上、開發(fā)難度最大的泥質(zhì)粉砂型儲層可燃冰成功實現(xiàn)試采。
對此，廈門大學(xué)中國能源政策研究院院長林伯強(qiáng)對21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報道記者分析，這是中國乃至全球可燃冰開采史上的一件大事，但這只是試采，而不是工業(yè)化和商業(yè)化開采。它的主要意義在于重新喚起全球?qū)扇急年P(guān)注和重視，吸引更多的國家可燃冰開采技術(shù)的投入和攻關(guān)。
國土部中國地質(zhì)調(diào)查局副局長李金發(fā)預(yù)計，2030年以前，我國將實現(xiàn)可燃冰的商業(yè)性開發(fā)。
首次試采超出預(yù)期
所謂可燃冰在地質(zhì)上被稱為天然氣水合物（Natural Gas Hydrate），一種由水分子和氣體分子組成的類冰狀籠形包合物，從中能分離出甲烷（即天然氣）。
由于可燃冰因外形酷似冰，因此被稱之為冰，又因其可以像固體酒精一樣被直接點燃，所以被稱為“可燃冰”。
根據(jù)科學(xué)家較為一致的資源評價，全球天然氣的儲量為2×10^16立方米，是剩余天然氣儲量（1.56×10^14立方米）的128倍，是目前最熱門的非常規(guī)天然氣資源量（923萬億立方米）的20多倍，前景廣闊，因為被稱為“屬于未來的能源”。甚至有科學(xué)家提出，僅僅是海底的可燃冰儲量，就足夠人類使用1000年。
具體到中國，南海海域是我國可燃冰最主要的分布區(qū)，也是我國可燃冰成礦條件和找礦前景最好的地區(qū)、調(diào)查研究程度最高的地區(qū)。
此次南海神狐海域天然氣水合物試采由國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局負(fù)責(zé)，中石油集團(tuán)下屬的中國石油海洋工程公司是這次試開采工程的總承包商。
在2016年，地質(zhì)調(diào)查工作人員圍繞試采在神狐海域開展鉆探站位8個，全部發(fā)現(xiàn)可燃冰。
中國地質(zhì)調(diào)查局基礎(chǔ)部副主任、試采現(xiàn)場指揮部辦公室主任邱海峻解釋，“2016年3月，我們正式開始準(zhǔn)備可燃冰試開采，當(dāng)時定下的開鉆時間為2017年3月28日，就是說自開始準(zhǔn)備至開鉆僅有一年時間，如果不是之前持續(xù)拼搏積累下海量的地質(zhì)數(shù)據(jù)，就不可能按時完成任務(wù)?！?/p>
中國地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局礦產(chǎn)所水合物室主任、試采工程實施項目負(fù)責(zé)人陸敬安介紹，勘探顯示，神狐海域有11個礦體、面積128平方公里，資源儲存量1500億立方米，相當(dāng)于1.5億噸石油儲量。
截至5月18日10時，累計產(chǎn)氣超過12 萬立方米，最高產(chǎn)量達(dá)3.5萬立方米/天，平均日產(chǎn)1.6萬立方米，其中甲烷含量最高達(dá)99.5%，超出了預(yù)期目標(biāo)。
這標(biāo)志著我國實現(xiàn)了首次試開采的成功。對此，李金發(fā)解釋，所謂成功試采，第一每日試采的取氣量要達(dá)到一萬立方米以上，第二是連續(xù)產(chǎn)氣一周。我們所有的指標(biāo)都超過了預(yù)定目標(biāo)。所以我國是世界海域天然氣水合物開發(fā)成功的第一個國家。
此前，日本于2013年在愛知縣東南部的海槽進(jìn)行了可燃冰試采，但因出砂等技術(shù)問題在第6天之后被迫停止，在6天的時間內(nèi)提取了12萬立方米天然氣。2017年4月，日本在同一海域進(jìn)行第二次試采，第一口試采井累計產(chǎn)氣3.5萬立方米，5月15日再次因出砂問題而中止產(chǎn)氣。
所謂出砂即油氣水井在生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)壓差過大、砂巖油氣層巖石膠結(jié)疏松等原因，使地層砂流入井筒，堵塞油氣通道，造成油氣井停產(chǎn)的現(xiàn)象。
對此，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局前總工程師黃永祥對21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報道記者分析，“相比日本在試采的時遇到了試驗儲層有細(xì)砂的問題，我們比較幸運(yùn)。我們的試驗儲層主要是特別細(xì)小的泥質(zhì)粉砂，很容易被過濾掉，不會堵塞出氣管道?！?/p>
黃永祥解釋，從技術(shù)裝備的水平來看，我們與世界同步，但沒有充分的理由說我們的技術(shù)裝備水平就一定比日本更高。
商業(yè)化開采之路依然遙遠(yuǎn)
值得關(guān)注的是，此次試采做到了安全生產(chǎn)和環(huán)境友好，而安全和環(huán)境問題通常被認(rèn)為是可燃冰開采的重大挑戰(zhàn)。
此次的試采方案，一方面根據(jù)水合物區(qū)海底地形地貌特征、工程地質(zhì)特征、水合物儲層特征，通過合理設(shè)計井位及降壓方案，從工程設(shè)計上避免發(fā)生甲烷泄漏所引發(fā)的環(huán)境問題和災(zāi)害問題。
另一方面，通過布設(shè)海底地形、氣體滲漏等監(jiān)測設(shè)備，構(gòu)建了海水-海底-井下一體化環(huán)境安全監(jiān)測體系，實現(xiàn)對溫度、壓力、甲烷濃度及海底穩(wěn)定性參數(shù)的實時、全過程監(jiān)測。
對此，國土部中國地質(zhì)調(diào)查局局長鐘自然表示，本次可燃冰試采成功，一方面，可以檢驗我們前期形成的理論技術(shù)和裝備體系的科學(xué)性；另一方面，通過開展大規(guī)模專業(yè)高難度的聯(lián)合科技攻關(guān)，可以促使技術(shù)人員迅速掌握深海進(jìn)入、深海探測和深海開發(fā)技術(shù)，推進(jìn)可燃冰資源商業(yè)性開發(fā)的進(jìn)程。
“我們這次試采成功只能算是初步成功，按照每天一萬立方米以上的產(chǎn)能是成功的。如果是每天2萬立方米或者更高的的目標(biāo)，是否還能做到安全生產(chǎn)和環(huán)境友好，還存在很多的不確定性?！绷植畯?qiáng)分析。
李金發(fā)透露，下一步，試開采團(tuán)隊將繼續(xù)在附近海域進(jìn)行2-3個不同礦區(qū)和類別的試開采工作，積累經(jīng)驗，為在2030年前進(jìn)行可燃冰商業(yè)開發(fā)打下基礎(chǔ)。
黃永祥介紹，一般來說，在一個試驗儲層達(dá)到預(yù)期生產(chǎn)時間和產(chǎn)量的試采目標(biāo)之后，不會繼續(xù)投入試采。雖然這次沒有公布試采的成本，但預(yù)計資金投入規(guī)模很大。
值得注意的是，中國可燃冰開發(fā)前景廣闊。根據(jù)2016年發(fā)布的《中國能源礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查報告》統(tǒng)計，我國可燃冰預(yù)測遠(yuǎn)景資源量超1000億噸油當(dāng)量，前景誘人。
資料顯示，我國可燃冰主要分布在南海海域、東海海域、青藏高原凍土帶以及東北凍土帶。
根據(jù)中石油的粗略估算，其資源量分別約為64.97×10^12立方米、3.38×10^12立方米、12.5×10^12立方米和2.8×10^12立方米。
其中，南海北部陸坡的可燃冰資源量達(dá)到185億噸油當(dāng)量，相當(dāng)于南海深水勘探已探明的油氣地質(zhì)儲備的6倍，達(dá)到我國陸上石油總量的50%。
“我們的可燃冰開采裝備和技術(shù)還有待突破，未來還要研發(fā)專門的可燃冰開采技術(shù)和鉆井船舶裝備以及防止甲烷泄漏和海底塌方的技術(shù)?！秉S永祥分析。
林伯強(qiáng)指出，可燃冰商業(yè)化之路還比較遙遠(yuǎn)，這也是此次試采成功并沒有在國際上引起巨大反響的原因之一，因為大家都知道可燃冰商業(yè)化開采的難度之大。
中國工程院金慶煥院士曾經(jīng)在國家能源局和中國工程院舉辦的第二屆能源論壇上表示，基于我國可燃冰調(diào)查研究和技術(shù)儲備的現(xiàn)狀，結(jié)合國外可燃冰試開采的進(jìn)展，判斷2020年前后能夠?qū)崿F(xiàn)可燃冰開采技術(shù)和裝備的突破，完成可燃冰的工業(yè)化起步，2030年前后可能實現(xiàn)可燃冰的商業(yè)化開采。
資料顯示，國際上主流的可燃冰開發(fā)方法，主要有熱激發(fā)法、減壓法、化學(xué)實際注入法、固體開采法、二氧化碳致?lián)Q法以及多種開發(fā)模式組合，但這些方法還存在生產(chǎn)效率低、開采條件要求高、所有材料昂貴和環(huán)境風(fēng)險大的問題，需要進(jìn)一步完善。
“可燃冰開發(fā)技術(shù)和裝備是一種面向未來的儲備，單靠一個國家很大實現(xiàn)根本性突破。只有當(dāng)越來越多的國家加入到可燃冰技術(shù)的研究當(dāng)中，才有可能實現(xiàn)質(zhì)變。”林伯強(qiáng)分析。
