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是他 領銜我國首次海域可燃冰試採成功

發佈時間:2018-06-05
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2017年5月10日,在南海北部神狐海域,可燃冰從海底沿著管道緩緩上升,在藍色大海上空熊熊燃燒,奏響了一曲“冰與火之歌”。這一天,標誌著我國首次海域天然氣水合物試採的成功,這是我國新能源勘探開發的一次歷史性突破。由此,中國打開了又一扇新能源的大門,開啟了新能源勘探開發新紀元。

天然氣水合物試採是一項世界性難題。廣州海洋地質調查局局長葉建良作為此次天然氣水合物試採指揮部指揮長,帶領試採團隊攻克了沒有成功經驗可循、儲層開採難度大、缺乏專用設備材料等難題,創新研發了關鍵技術和裝備體系,從水深1266米海底的天然氣水合物礦藏開採出天然氣,並實現連續産氣60天,産氣總量超30.9萬立方米,創造了産氣時長和總量的世界紀錄,實現了我國天然氣水合物試採由“跟跑”到“領跑”的歷史性跨越。

一項“不可能完成的任務

可燃冰學名天然氣水合物,是由天然氣和水在高壓低溫狀態下形成的固體結晶物質,形似冰雪,能像固體酒精一樣被直接點燃。在陸域和海域均有分佈,而海底可燃冰的分佈範圍要比陸地大很多。據理論計算,1立方米的可燃冰可釋放出164立方米的甲烷氣體和0.8立方米的水。可燃冰燃燒後,僅會生成少量的二氧化碳和水,被譽為21世紀最理想的清潔能源。

2003年12月,葉建良獲得吉林大學地質工程專業博士學位,其博士論文內容正是“可燃冰”,並出版了《天然氣水合物鑽井的關鍵技術與對策》等專著。

2009年6月,葉建良和團隊在青海省祁連山南緣永久凍土帶成功鑽獲可燃冰實物樣品,實現了我國陸域可燃冰的突破。我國也因此成為世界上第一個在中低緯度凍土區發現可燃冰的國家。

2014年7月,第八次國際天然氣水合物大會在北京召開,中國代表宣佈:我國將在2017年開展可燃冰試採工作年開展可燃冰試採工作。

2016年初,中國地質調查局決定成立天然氣水合物試採指揮部,積極部署2017年試採工程。由於葉建良對可燃冰的長期研究和實驗經驗,試採指揮部指揮長這一重任落在了他的肩上。

“領導通知我擔任首次天然氣水合物試採現場指揮部指揮長,目標是努力實現我國海域天然氣水合物‘日産一萬立方米’。”葉建良説,“當時的感覺像做夢,因為這簡直是不可能完成的任務。”

在天然氣水合物研究領域,相對國外一些發達國家,我國起步相對較晚,甚至一些可燃冰研究方面的專家連可燃冰樣品都沒見過,而且沒有技術規範,數據無法進行對比,很多現有的油氣勘探方法並不一定奏效……即使國外發達國家,也很少能達到“日産一萬方”的目標。

然而,葉建良也清楚地認識到,天然水合物的試採工程關乎國家未來發展,是國家重大需求。“沒有人邁出第一步,就永遠沒辦法向前走。”葉建良鄭重地接下了這個“不可能完成的任務”。

歷經挑戰迎來第一縷沖天火焰

隨後的日子,葉建良形容:“就像《西遊記》裏的故事情節,歷經種種難關,突破重重阻礙,最終取得‘真經’。”

第一關,就是組建人才隊伍。天然氣水合物的調查研究是一個龐大的體系,需要各個領域的專業人才。葉建良在中國地質調查局的支援下,開始在國內外選聘、招聘各方面的專家,最終組成了一個58人人的團隊。

“指揮部的團隊裏人人有絕活。”介紹起團隊人員,葉建良如數家珍。邱海峻長期從事油氣勘察與研究,在油氣勘探和開發方面有非常深厚的功底。謝文衛是山東平邑石膏礦現場搶險專家,在試採工程設計完善領域貢獻才智;葉成民是水文鑽探專家,助力防砂方案制訂;陸程不僅精通日語,翻譯了大量資料,在勘探鑽井、井場建設方面也有著豐富的經驗……每一個人都是“得力幹將”。

“接下來,選擇支撐試採的平臺成為一項當務之急。”葉建良説,經過多次調研和研究,領導小組鎖定了中集集團的D90平臺,就是後來為大家所熟悉的“藍鯨一號”。

這個由我國自主研發、設計、製造的超深水半潛式鑽井平臺,是目前世界上最先進的鑽井平臺。正常情況下,“藍鯨一號”每天的租金最低也得80萬美元。

而項目經費不足以承擔這樣的價格。就在團隊有些沮喪的時候,中集集團送來了“驚喜”——他們給出了低於成本的價格,即每天20多萬美元,用實際行動支援中國科學事業。葉建良松了一口氣。

萬事俱備,攻克技術難關則成了最大的挑戰。神狐海域蘊含著開採難度最大的泥質粉砂型天然氣水合物。“這種儲層類型也是我國目前主要的儲集類型,如果我們這次成功了,意義無疑是巨大的。”葉建良説。

葉建良和他的團隊頂住巨大壓力,大膽創新。他們把儲層改造作為重點突破。“儲層改造的關鍵是通過特殊技術來提高海底可燃冰儲層的滲透性。”葉建良説,後來的事實證明,他們的方法收到了很好的效果。

為解決出砂堵氣管的難題,葉建良和團隊多次到中石油、中海油、青海油田等調研取經,一舉創新了採油的防砂技術。“在傳統理論、技術的基礎上,我們逐漸探索出一套對可燃冰試採工作行之有效的理論、技術方案。”葉建良説,經過努力,團隊解決了多項關鍵技術難題,為實施試採做好了充分準備。

2017年3月20日,葉建良和團隊陸續抵達南海神狐工區,正式準備試採。根據之前確定的方案流程,選擇井位、安裝設備……各項工作有條不紊。

5月10日,緊張的一刻終於來臨,首次試採開始。

14點52分,從平臺伸向海面的火焰沖天而起,可燃冰試採成功了!歡呼聲中,葉建良激動得久久説不出話來……

這一刻,標誌著中國實現了在我國海域可燃冰開採零的突破,開啟了新能源的又一扇大門。

劍指“日産一萬立方米”

點火成功了,僅僅是邁出的第一步,更大的挑戰還在後面。

葉建良心裏清楚,要完成“日産一萬立方米”的既定目標,一刻也不能鬆懈。

6月上旬,第2號颱風“苗柏”開始形成。“當時試採接近尾聲,颱風來了,是停止試採還是繼續?”這讓葉建良頗為糾結,“不走的話,颱風對井上和井下設備的影響難以預料,但如果撤離則不利於這次可燃冰的持續開採和研究。”

最終,葉建良團隊與“藍鯨一號”操船團隊對平臺動力系統和定位系統的能力進行評價,慎重作出“保持生産測試、原地抗擊颱風”的決定,並制訂了詳細的、可操作性強的應急預案。

颱風“苗柏”如期而至,一天淩晨4點,“苗柏”突然由預報的9級加劇至11級,考驗著“藍鯨一號”和整個試採工程。

葉建良不顧危險,全程值守,及時作出各種應急判斷和應對措施。時間一分一秒地過去,“苗柏”風力逐漸減弱,平臺順利通過了颱風考驗,未造成任何人員及設備安全問題,為我國海域試採實現持續採氣60天的世界紀錄提供了保障。

在葉建良和團隊的不懈努力下,我國南海天然氣水合物試採平均每天出氣量達到了1.6萬立方米,不僅超額完成了任務,還創造了世界紀錄。

試採成功了,葉建良的工作並沒有停止,他開始思考如何推動天然水合物試採産業化發展的道路。“天然水合物試採産業化還有很長的路要走,需要解決一系列技術、資金等方面的問題,以加快成果轉化和推廣應用。”葉建良深思熟慮,為此,他將繼續竭盡全力。

文章來源:中國海洋報
責任編輯:荊曉強

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