可燃冰試采未對大氣海洋環境造成影響

　　剛剛過去這一周，可燃冰（學名“天然氣水合物”）或許是地質科學界最熱的詞匯。

　　2017年5月18日，我國在南海海域水深1266米海底以下203—277米的天然氣水合物礦藏開采出天然氣。從5月10日起，經試氣點火，連續產氣8天，累計產氣超12萬立方米，甲烷含量最高達99.5%。我國這次試采成功，震驚了世界。

　　我國進行可燃冰試采，一直非常重視環境影響，投入大量人力物力進行研究。監測結果顯示，本次試采未對周邊大氣和海洋環境造成影響。

　　探秘試采作業平臺

　　5月18日上午9時左右，直升飛機進入神狐海域不久，記者透過窗外就看到，洶涌澎闊、遼闊無邊的海面上，穩穩停立著一座船底到鉆井架頂端有37層樓高、甲板面積相當于一個標準足球場大小的龐然大物，光是從外形上就給了記者一種從未有過的心理震撼。

　　負責實施試采項目的中國地質調查局廣州海洋地質調查局的工作人員在旁邊告訴記者，這就是負責這次試采任務的，凈重超過4.3萬噸，最大作業水深3658米，最大鉆井深度15240米，目前全球作業水深、鉆井深度最深的半潛式鉆井平臺，適用于全球深海作業，可對抗12級暴風的侵擾。試采成功后，很多人已經從新聞上知道，正是這座代表當今世界海洋鉆井平臺設計建造最高水平的“藍鯨一號”，將我國深水油氣勘探開發能力帶入世界先進行列。

　　飛機降落停穩在甲板上后，記者從敞開的機門走到平臺上，整個人還沒有從“藍鯨一號”帶來的震撼中回過神來，眼睛就馬上被平臺另一角熊熊燃燒的火炬所吸引。沒錯！火炬正在燃燒著的，正是中國的科學家和地質工作者剛剛從海底開采和分離出來的天然氣。隔著一組四處噴灑的水龍頭，它快樂地扭動著火紅的身驅，與圍在不遠處的一群工程師身上同是紅色的著裝交相輝映，似乎已經在提前慶祝中國首次海域天然氣水合物（可燃冰）試采成功的喜悅。

　　緊接著，記者隨工作人員進入作業平臺的工作區。在一個中型會議室里邊，整整齊齊地陳列著一排排瓶裝液體樣本，上面的標簽記錄著采集的時間、地點和取樣人的姓名。工作人員笑著向記者解釋，可燃冰顧名思義，其自然形態與冰差不多。廣州海洋地質調查局以前在做科普講座時，曾經向媒體公開過自然形態的可燃冰。其可以通俗理解為水和天然氣的混合物，只不過是在海底的低溫和高壓下，變成了冰狀結晶體。采集回來的可燃冰原狀物，外觀多呈白色或淺灰色晶體，可以像固體酒精一樣被點燃。

　　據科普人員介紹，形成可燃冰有三個基本條件：溫度、壓力和充足的氣源。海底的低溫和高壓對于天然氣水合物的形成非常有利，因此世界上的天然氣水合物約有97%分布于海洋中，僅3%分布在陸地凍土帶。

　　可燃冰比頁巖氣更難開采

　　一般認為，天然氣作為能源，可減少煤和石油的用量，大大改善城市發展中面臨的環境污染問題。據測算，作為一種清潔能源，天然氣能減少二氧化硫和粉塵排放量近100%，減少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，并有助于減少酸雨形成，舒緩地球溫室效應，從根本上改善環境質量。

　　在可燃冰試采海上作業平臺上，記者了解到，可燃冰同樣是一種開采價值非常大的清潔能源。全球可燃冰蘊藏的天然氣資源總量約為21000萬億方，可滿足人類使用1000年的需求。而我國可燃冰的總資源約是常規天然氣、頁巖氣等資源量總和的兩倍，按當前的消耗水平，可滿足我國近200年的能源需求。目前我國僅南海探明的可燃冰地質資源量就約為800億噸油當量。

　　不過，盡管儲量巨大，但和頁巖氣相比，天然氣水合物新能源的開采，卻有相當的難度。天然氣水合物通常賦存于水深大于100—250米（兩極地區）和大于400—650米（赤道地區）的深海海底以下，礦藏通常分布在數百米至1000多米的海底沉積層內。因為只有在這里，壓力和溫度等物理條件才能使天然氣水合物處于穩定的固態。而相對的，頁巖氣和頁巖油雖然蘊含在頁巖中，但好歹可以陸地開采。這次我國試采的可燃冰，就藏在中國南海神狐海域水深1266米海底以下203—277米的地方。

　　試采過程安全環保

　　不過，由于甲烷是比二氧化碳更高效的溫室氣體，在現有的科學發展水平下，可燃冰的開采是否將對地球的環境帶來不確定的負面影響，仍然面臨外界的諸多疑問。譬如，如何防止開采工程造成海洋生態環境破壞甚至引發地質災害，如何防止開采不當而引起可燃冰大量氣化從而加速地球氣候變暖等。

　　所幸的是，我國進行海域可燃冰試采，一直非常重視環境問題。盡管可燃冰的商業化開采仍需時日，但我國已提前為解決上述問題投入大量人力物力進行研究。

　　據廣州海洋地質調查局介紹，2011年6月至2017年3月，南海水合物環評項目組在南海神狐水合物區先后共組織了10個航次的野外調查工作，對試采區進行了多年系統調查，調查內容包括海底工程地質特征、地質災害特征、海底環境監測、海洋生物特征、海水溶解甲烷含量、海水物理化學及水文特征、海表大氣甲烷含量特征等，基本查明了可燃冰試采區的海洋環境特征，同時，發展了一系列我國自主產權的環境評價技術，為可燃冰試采、開發提供了良好基礎。

　　可燃冰試采的環境問題，主要是試采過程中是否發生不可控的可燃冰分解，導致甲烷泄漏，從而引起海底滑坡等地質災害，甚至是甲烷泄漏到海洋或者大氣中而引起環境問題。針對這些問題，在試采過程中，一方面根據水合物區海底地形地貌特征、工程地質特征、水合物儲層特征，通過合理設計井位及降壓方案，從工程設計上避免發生甲烷泄漏所引發的環境問題和災害問題，另一方面通過布設海底地形、氣體滲漏等監測設備，構建了海水—海底—井下一體化環境安全監測體系，實現對溫度、壓力、甲烷濃度及海底穩定性參數的實時、全過程監測。監測結果顯示試采未對周邊大氣和海洋環境造成影響，整個過程安全、可控、環保。