从5月10日起，国土资源部中国地质调查局从我国南海神狐海域水深1266米海底以下203~277米的可燃冰矿藏开采出天然气，截至6月10日14时52分，已连续产气达31天，总产气量达到21万立方米，平均日产6800立方米。目前，产气过程平稳，井底状况良好，获得各项测试数据264万组，为下一步工作奠定了坚实基础。

　　这是我国首次成功试采海域可燃冰，这一成果对促进我国能源安全保障、优化能源结构，甚至对改变世界能源供应格局，都具有里程碑意义。

　　冰 山 一 角——可用千年的新能源

　　直升机从珠海九州机场起飞，飞行约90分钟，远远就见到蔚蓝的海面中巍然伫立着的37层楼高的钻井平台，这里就是我国首次完成可燃冰调查的神狐海域，也是我国首次进行可燃冰试采的海域。

　　“对于海洋可燃冰的研究，我国是从1995年开始的，并于2007年5月成功获取了可燃冰实物样品，成为世界上第四个通过国家级开发项目发现可燃冰的国家。”试采现场指挥部总指挥叶建良介绍说。

　　可燃冰，又称天然气水合物，它是一种甲烷和水分子在低温高压的情况下结合在一起的化合物，因形似冰块却能燃烧而得名，是一种燃烧值高、清洁无污染的新型能源，分布广泛而且储量巨大。1立方米的可燃冰分解后可释放出约0.8立方米的水和164立方米的天然气，能量密度高，资源潜力巨大，估算其资源量相当于全球已探明传统化石燃料碳总量的两倍。科学家们甚至认为它是能够满足人类使用1000年的新能源，是今后替代石油、煤等传统能源的首选。

　　2010年底，由广州海洋地质调查局完成的《南海北部神狐海域天然气水合物钻探成果报告》通过终审，科考人员在我国南海北部神狐海域钻探目标区内圈定11个可燃冰矿体，显现出良好的资源潜力。“海洋六号”入列后，再次深入南海北部区域进行新一轮精确调查，调查海域包括琼东南海域、西沙海域、神狐海域和东沙海域等区域，调查的重点是在南海北部前期勘探的基础上圈定重点勘探区域。

　　试采现场指挥部地质组组长陆敬安说，勘探显示，神狐海域有11个矿体、面积128平方公里，资源储存量1500亿立方米，相当于1.5亿吨石油储量，“成功试采意味着这些储量都有望转化成可利用的宝贵能源”。

　　神狐海域可燃冰储量还只是我国可燃冰蕴藏量的“冰山一角”。在西沙海槽，科考人员已初步圈出可燃冰分布面积5242平方公里；在南海其他海域，同样也有天然气水合物存在的必备条件……

　　试采现场指挥部办公室主任邱海峻表示，我国海域天然气水合物资源量约800亿吨油当量。通过重点地区普查，已经圈定11个有利远景区，19个成矿区带。经过钻探验证圈定了2个千亿方级的矿藏。

　　中 国 方 案——从跟跑到领跑

　　可燃冰储量丰富，但是如果一直只躺在海底，则发挥不了其价值。但可燃冰开采难度巨大，迄今鲜有国家尝试。

　　全球可燃冰研发活跃的国家主要有中国、美国、日本、加拿大、韩国和印度等。其中，美国、加拿大在陆地上进行过试采，但效果不理想。日本于2013年在其南海海槽进行了海上试采，但因出砂等技术问题失败。2017年4月日本在同一海域进行第二次试采，第一口试采井累计产气3.5万立方米，5月15日再次因出砂问题而中止产气。

　　“此次试采实现了中国可燃冰勘查开发理论、技术、工程、装备的完全自主创新，在这一领域实现了从跟跑到领跑的跨越。” 叶建良介绍。

　　“通过这次试采，中国实现了可燃冰全流程试采核心技术的重大突破，形成了国际领先的新型试采工艺。”试采现场指挥部办公室副主任谢文卫说。

　　南海神狐海域的天然气为水合物泥质粉砂型储层类型，该类型资源量在世界上占比超过90%，也是我国主要的储集类型。这是我国也是世界第一次成功实现该类型资源安全可控开采，为可燃冰广泛开发利用提供了技术储备，积累了宝贵经验。谢文卫介绍说：“我们提出‘地层流体抽取试采法’，有效解决了储层流体控制与可燃冰稳定持续分解难题。我们成功研发了储层改造增产、可燃冰二次生成预防、防砂排砂等开采测试关键技术，其中很多技术都超出了石油工业的防砂极限。”

　　本次试开采是世界上第一次针对粉砂质水合物进行开发试验，在试采思路、井位选择、工程地质勘查、关键技术和工艺确立、试采平台优选等诸多方面，都具有中国特色，可以称之为“中国方案”。

　　在试采作业中，大量国产化装备成功投入应用，充分表明“中国造”已走在世界的前列。

　　首先，必须要点赞的是试采作业最重要的“大国重器”——我国最新研制成功的世界最大、钻井深度最深的海上钻井平台“蓝鲸一号”。这个净重超过43000吨、37层楼高的庞然大物今年2月刚“诞生”，就从山东烟台起航，于3月28日抵达神狐海域实施试采。“蓝鲸一号”是目前全球最先进的双井架半潜式钻井平台，可适用于全球任何深海作业。

　　其次，大量拥有自主知识产权工具的成功应用，表明国内石油公司已具有深水工艺及设备研发能力，如完井防砂工艺，已远远超过石油工业的防砂极限；完井与测试系统集成装备，结合可燃冰试采工程开发与科研需求，为我国可燃冰开发研究提供科学数据。

　　其中，为确保试采作业顺利进行，国家海洋环境预报中心（以下简称预报中心）为“蓝鲸一号”提供了多款“专门定制”式海洋环境保障产品。

　　内波又被称为海洋中“看不见的波动”，是南海频发的一种自然灾害，给勘探开采可燃冰带来了重重挑战。预报中心主任王辉说，在作业过程中，如果遇到强内波，“蓝鲸一号”会发生位移，导致开采中断，甚至损毁水下开采设备。

　　传统预报是针对某一片海域，是“面”上的预报，可燃冰项目开工后，项目方向预报中心提出定制一套表层和底层海流预报产品的需求，要求是针对某一个“点”的预报，难度可想而知。

　　预报中心开发了一套可提供覆盖未来3天、3小时间隔的表层和底层流预报产品。

　　“如果把南海比作一匹布，那么可燃冰开采作业点就是一个针眼。我们从预报整片海域到预报单点的海流变化，实现了由‘面’到‘点’的跨越。”预报中心环境室副主任李云说。

　　通过建立早期的预警系统，开展实时监测，可获得相应准备时间。预报中心在神狐海域拉起了两道警戒线——内波预警浮标，分别位于可燃冰开采平台东南方向约60公里和110公里处，能够实时监测并通过卫星实时回传数据，可以第一时间发现达到预警级别的内波，并至少提前6小时发送预警信息到“蓝鲸一号”和调度部门，为采取防护措施预留时间。

　　安 全 可 控——坚持环保优先理念

　　试采可燃冰，外界一直有一个疑问，就是会不会对周边海域的环境造成影响。

　　由于甲烷是比二氧化碳更高效的温室气体，因此可燃冰的环境问题一直是人们关心的一个重要问题。我国进行海域可燃冰试采，同样非常重视环境问题，为此投入人力物力进行了研究。

　　2011年6月～2017年3月，南海水合物环评项目组在南海神狐水合物区先后共组织了10个航次的野外调查工作，对试采区进行了多年系统调查，调查内容包括海底工程地质特征、地质灾害特征、海底环境监测、海洋生物特征、海水溶解甲烷含量、海水物理化学及水文特征、海表大气甲烷含量特征等，基本查明了可燃冰试采区的海洋环境特征，同时，发展了一系列我国自主产权的环境评价技术，为可燃冰试采、开发提供了良好基础。

　　可燃冰试采的环境问题，主要是试采过程中发生不可控的可燃冰分解，导致甲烷泄漏，从而引起海底滑坡等地质灾害，甚至是甲烷泄漏到海洋或者大气中而引起环境问题。

　　针对这些问题，中国地质调查局在试采过程中，按照国际环境管理体系、工艺安全风险管理等标准，采取了严格的环境保护措施。

　　在试采过程中，一方面根据水合物区海底地形地貌特征、工程地质特征、水合物储层特征，通过合理设计井位及降压方案，从工程设计上避免发生甲烷泄漏所引发的环境问题和灾害问题；另一方面通过布设海底地形、气体渗漏等监测设备，构建了海水—海底—井下一体化环境安全监测体系，实现对温度、压力、甲烷浓度及海底稳定性参数的实时、全过程监测。

　　试采现场指挥部办公室副主任陆敬安说，试采过程中，通过大气、海水、海底和井下四位一体监测体系，对甲烷、二氧化碳等及海底沉降实行了实时监测。与本底数据对比显示，甲烷无异常变化，海底地形无变化，没有环境污染，未发生地质灾害。同时，我国第一台4500米作业级水下机器人“海马号”潜入海底，也没有发现海底地形变化和甲烷泄漏。

　　北京大学教授、天然气水合物试采工程首席科学家卢海龙说，我国深海可燃冰开采坚持环境保护优先理念，制定了全流程的科学、安全、环保施工方案。监测结果显示，试采未对周边大气和海洋环境造成影响，整个过程安全、友好、可控、环保。

　　据了解，本次开采试验还为后续研究提出了很多课题。下一步重点是研究如何解决本次试验当中发现的一些问题，并在之后3～5年内开展第二次试采，进一步为商业化开采做好技术准备。

　　任 重 道 远——2030年实现商业化开采

　　对可燃冰的研究可以追溯到1810年，英国科学家Davy在实验室首次合成了氯气水合物，拉开了天然气水合物的研究序幕。直到1965年，前苏联在西伯利亚麦索亚哈油气田首次发现了天然产出的可燃冰，此后美国、日本、德国、加拿大、挪威等国对可燃冰进行了大量的调查研究。

　　根据对德温特世界专利索引数据库（DWPI）的检索（检索截止日期为2017年6月2日），与可燃冰相关的专利申请达3000多件，申请人主要来自德国、美国、法国、日本、英国、瑞士以及韩国，包括日本三井造船株式会社、三菱重工业株式会社，德国拜耳公司、巴斯夫公司等。

　　国土资源部地质勘查司司长于海峰表示，将借鉴我国页岩气开发经验，建议把天然气水合物设立为我国新矿种（第173种矿产）。将天然气水合物纳入新兴战略产业目录，制定相关产业政策，鼓励和引导企业参与勘探开发，推动天然气水合物开发利用进程。加强矿产资源管理，审批并颁发天然气水合物勘探开发审批许可证、采矿许可证，划定勘探区块，做好矿权登记。

　　中国地质调查局副局长、天然气水合物试采协调领导小组副组长李金发说，将围绕加快推进可燃冰勘察开采产业化进程的目标，全力推进后续各项工作。将争取神狐海域试采成果最大化：继续延长试采科学研究时间，精心实施好后续试采工作；系统总结试采经验，科学评价可燃冰开发的经济技术条件；系统梳理分析技术经济参数和工程管理经验，为后续工作提供工程技术和管理模式支持。同时将加大可燃冰资源调查力度，开展区域性资源调查评价，摸清资源家底。开展重点区普查，落实资源量。

　　有关专家表示，此次我国在全球范围内实现首次成功试开采，仅是万里长征迈出关键性一步，未来要实现产业化和商业化开采，仍有长路要走。

　　邱海峻表示，今后将围绕加快推进产业化进程的目标，争取神狐海域试采成果最大化。同时，继续加大天然气水合物资源调查力度，开展重点目标区的详查，提供2～4个大型资源基地，为推进产业化奠定资源基础。

　　他表示，基于中国可燃冰调查研究和技术储备的现状，预计我国在2030年左右有望实现可燃冰的商业化开采。

　　文章综合自人民日报、新华社、科技日报、中国知识产权报等