如何評價我國首次海域可燃冰開採成功?


從有限的新聞報道看,該次試采採用了降壓法。關於開採海底天然氣水合物的幾項技術,其餘答案有簡略介紹,不詳細說了。簡而言之,減壓法、加熱法通過改變物理條件使天然氣從水合物中析出,也已經被其他國家成功採用過。二氧化碳置換法感覺上更為環保,但技術仍然不成熟。
日本在幾年前也打了一口試驗井,採用了降壓法。這是一張降壓法簡圖:

日本採用的方法是把水從儲層中泵出,達到減壓的目的,破壞了水合物的成藏條件。氣體析出後從兩旁的通道中排出表面。其餘的減壓方法包括了:1.採用低密度泥漿鑽井達到減壓目的;2.當天然氣水合物層下方存在遊離氣或其他流體時,通過泵出天然氣水合物層下方的遊離氣或其他流體來降低天然氣水合物層的壓力。
日本的技術,可參考:https://www.mh21japan.gr.jp/english/mh21-1/3-2/

不知道本次試采中石油海洋工程公司採用了是怎樣的減壓方式,大家都很好奇將來是否能披露一些細節。

另外本次試采所用的鑽井平台名為藍鯨1號,中集來福士船廠建造。該船原名Frigstad shekou,沿用了新加坡Frigstad集團Frigstad Engineering的Frigstad D90式超深水半潛式平台設計方案。幾年前Frigstad和中集合資成立了名為Frigstad Deepwater的子公司,採用D90設計在來福士船廠建造了平台。去年年底,大概因為新加坡一方因為低油價時間太長撐不住了,決定退出投資,所以Frigstad deepwater被中集完全擁有,並命名為CIMC Bluewhale Rig Ltd., 原來幾艘平台中的一艘遂改名為藍鯨1號。

關於一些設計基本參數,可以看這裡:http://54.251.36.70/Frigstad_Engineer_Admin/attachments/22120811181653The_Frigstad_D90_-_Experience_meets_Innovation_-_Web_pdf_(4)_Read-Only.pdf
該設計在07年已經過DNV挪威船級社批准,可以說是一項很成熟的技術了。如果中集通過這一系列動作已完全吃透了這套設計方案,那對產業升級也是一件值得高興的事。

關於藍鯨1號的報道,很多新聞都提到了「藍鯨1號」配置了高效的液壓雙鑽塔和全球領先的DP3閉環動力管理系統。前者叫Dual Cylinder Rig,由美國的NOV公司提供,後者是用於dynamic positioning動力定位系統,有西門子公司提供。關於開採所使用的一些核心設備——由於是鑽井船,應該和一般的油氣鑽井有相同之處,比如立管、防井噴系統、套管、chokekill。鑒於整個derrick都是由NOV提供的,那估計這些設備也來自NOV, Cameron, FMC幾家公司。就我所知,這些核心設備全球能製造並被市場廣泛認可的目前也就這幾家。新聞中所說的全球領先的設備,這一點沒有問題。

畢竟在現階段,苛求每一個核心設備國產化也不現實、不經濟。能把各種核心設備、分系統整合成一個系統,也是工業能力的體現。

關於本次開採活動:
首先,此次只是試采,類比於油氣行業就是打一口試驗井,否則也不會用鑽井平台而是直接過去安裝設備了。就成熟的海洋石油開發而言,從drilling到全年production,也需要一陣子,何況水合物這種尚不成熟的技術。國土資源部的人也說預計2030年左右實現商業開發。所以國內的科研機構應該還預留了十多年的時間攻克各種難題。所以大家都還不用急,商業化還早。

另外,就使用設備而言,本次都是鑽井的常規設備,藍鯨1號也是常規鑽井船,並不是專門為開採可燃冰設計的船。是否有對開採可燃冰有特殊的技術設備和專用裝置,從新聞上也很難看出來。

可燃冰一般埋藏深度較淺,一般在海底下幾百米到一千米,藍鯨1號的鑽井系統可以鑽60,000英尺,將近20,000米。可燃冰相對於深盆氣和巴西深海鹽下層這種算很淺的了,最大的問題還是開採的安全和由此引發的環境問題。

比如儲層上的沉積層是否足夠結實,減壓時是否會觸發突然大面積的氣化,是否會泄露出來,大量開採後勢必在海底地下形成空洞(就跟煤礦塌陷一樣)、海底軟化,而且薄薄的幾百米的地層上可不是空氣,而是海水。

贊成從環保評估、地質評估角度做全面的工作。如果把地下掏空了是不是要填點東西進去(所以說為什麼二氧化碳置換法更為環保),如何保證天然氣不從氣井之外的其餘地方漏出來(海底斷層之類)。畢竟如果出事那是大事。不談雲舞空城說的甲烷釋放引發生物大滅絕,可以想像,開發可能導致的海底軟化、海底滑坡、塌陷引發地震、海嘯,會在海面形成漩渦把平台吸進去,地震、海嘯也會影響廣東沿海。至於生物大滅絕也沒必要那麼危言聳聽,二疊紀滅絕事件的原因學術界也有爭論,但那次的海洋酸化應該是全球性的,其誘因可能是氣候變化導致的海退。之前也學過點氣候變化米氏旋迴的東西,知道生物在地球面前的脆弱,大自然想讓你完蛋還真沒啥辦法。但社會的發展其實也是為人類贏得了時間,在不能解決資源分配的情況下盡量做大總量,保持和平和穩定,等待科技革命,這個路線沒啥問題。否則你信不信人口多了後資源不夠了或者分配極度不均,在真正氣候變化來臨之前,人類就能用核彈、核冬天把自己作死。

我國現階段石油的進口依賴度已經達到60%,發電也主要靠煤炭,由此引發的環境問題這幾年也愈發嚴重,經濟又要發展,可想而知對天然氣這種相對清潔的能源的需求有多大。幾年前中石油中石化一股腦上煤層氣、頁岩氣,可是美國的成功經驗不一定能在中國複製。從俄羅斯進口管道氣終究控制權在別人,和能源安全相悖;從美國加拿大澳大利亞進口LNG,上岸價不會比管道氣便宜。如果國內海域發現了大氣田,在天然氣水合物設備生產研發上有自己的進展,有了可靠的開發標準,環保的立法及時跟上,監督、執行能貫徹,於能源安全、拉動下游產業鏈、提供就業拉動GDP是大好事一件。

總體而言,本次試采是在集成已有技術的基礎上做的一次大膽嘗試。作為宣傳報道誇張點可以,知乎上的各位還是以理性的態度看待吧,將來能不能再有大新聞,拭目以待。


答主更新來晚了,大家久等了。更新部分主要集中在分子式,降壓開採和CO2-CH4置換開採部分,也麻煩各位盆友再看一遍了。先回答下大家的疑問。

1. 水合物開採出來是什麼狀態?1m3裡面水合物含164m3甲烷又是怎麼回事?

是這樣的,水合物在海底時還是固態,類似於冰,但隨著開採時的降壓,就會慢慢變成氣態甲烷和水,也就是通常意義上的天然氣。至於1m3裡面水合物含164m3甲烷,就是指1m3水合物(固態)經過開採釋放出來的甲烷(氣態)有164m3,我們也不是直接使用可燃冰的(不排除以後技術發達了也可能),我們還是用的是天然氣(甲烷氣體)。

2. 如果CO2替代CH4,可能會使低層海底pH值發生變化,怎麼解決?

這個我還沒有看到相關文獻的討論,更多重點還是放在如何提高置換效率和實現CO2封存上。

3. 技術不成熟的亂開採是不是會破壞海洋生態環境?

是的,所以開採一定慎之又慎,稍不注意會引起海底底層垮塌的,所以一直技術發展的很慢,畢竟現今試採到今後大規模商業化開採還有很長的路要走,但我還是相信各位科學工作者。

4. 關於開採所可能引發溫室效應加劇的問題。

是的,如果在開採過程中發生甲烷泄露,是很可能引起大規模溫室效應的,這也是我們在降壓開採中需要格外注意的問題,同時也在發展CO2-CH4置換開採,如果成功的話,也是可以減少溫室效應的風險的。

5. 關於我國水合物分布及儲量問題。

大家可以放心,儘管從那張分布圖上看起來我國水合物並不是很多,但實際上我國南海的水合物儲量是相當豐富的,全球水合物含量大約是2.1*10^16m3,而我國南海大約含有6.4*10^13 m3,別忘了我們還有世界面積排名第三的凍土區,那也是水合物成藏的地區。所以,南海對於我們真的來說很重要。

以下是正文部分

先馬住!本科和碩士的畢業課題都是做的天然氣水合物!下班回來再寫!終於能在知乎上寫點乾貨了開心開心!

不好意思來晚了,第一次寫乾貨,經驗不足,希望大家多包涵。

先說觀點吧,這是中國水合物研究史上的里程碑。天然氣水合物分布廣泛、儲量豐富、能量密度高、清潔無污染,可以堪稱能源界的扛把子。

1.分布廣泛。天然氣水合物主要是存在於凍土地區和海洋環境(深海和淺海環境均有)。98%在海洋環境,2%在凍土地區。目前全球已有116個地區發現了水合物存在的標誌或實物樣品,其中陸地(凍土帶)38處,海洋環境78處。我國的凍土區面積僅次於俄羅斯和加拿大,排名第三。青藏高原是多年生凍土帶,可能蘊藏著大量的水合物礦藏。其次,就是南海地區。

2.儲量豐富。天然氣水合物中的總有機碳(TOC)總量是煤炭、石油和天然氣總和的兩倍。

3.能量密度高。1m3的天然氣水合物中含有164 m3的天然氣,就是指1m3水合物(固態)經過開採釋放出來的甲烷(氣態)有164m3。

4.清潔污染小。這個大家都能想到的,現在所討論的天然氣水合物主要還是指甲烷水合物,開採出來的甲烷氣體燃燒過後就是CO2和水,相比於傳統的化石燃料,對環境友善太多。

說了這些,大家可以感受到水合物的重要意義吧。中國的水合物研究起步較晚,最早在這方面研究的還是前蘇聯。上個世紀60年代初期,他們就運用地震地球物理方法在西伯利亞永久凍土區內發現天然形成的天然氣水合物,進而發現了世界上第一個具有商業開採價值的水合物氣田——麥索雅哈氣田。日本在南海海槽和加拿大在馬利克三角洲地區也先後有了很大進展。還好,中國近些年也算是投了很大精力在這方面的研究,2008年底至2009年初,在「祁連山凍土區天然氣水合DK-1科學鑽探試驗孔」項目中,我國第一次成功鑽取天然氣水合物實物樣品。而這次南海的試采成功,算是一個飛躍吧。

具體說下天然氣水合物吧,也就是俗稱的可燃冰。它是由天然氣中小分子氣體(如甲烷、乙烷等)在一定的溫度、壓力條件下和水作用生成的籠形結構的冰狀晶體,水合物表達式為Mg?nH2O(其中M是氣體分子,以CH4為主,n為水分子數),理論上n取5.6~5.75,但是實際n值一般為6.3~6.6。迄今為止能源界已發現三種結構類型的天然氣水合物:Ⅰ型(圖a)、Ⅱ型(圖b)和H型結構(圖c)。其中Ⅰ型主要就是我們所常見的甲烷水合物。它最不穩定,但卻分布最廣,主要是在深海環境,這就是我們所主要開採的。Ⅱ型相對少見一些,分布環境為淺海地區。H型最開始只能實驗室合成,後來也在墨西哥灣大陸斜坡被發現其天然形態。

這裡多關於水合物的結構我在解釋下,圖a, Ⅰ型結構水合物中含有46個水分子,它是由6個大空隙和2個小空隙形成的立方晶體結構,分子式為 8M?·46H2O(M·5.75H2O),如果是甲烷水合物,M代表的就是CH4甲烷分子。通俗的講,就是這46個水分子湊在一起,其中有8個空隙,而8個甲烷分子就分布在這8個空隙中,它們是以固態存在的。在開採過程中,甲烷分子就從空隙中脫離出來,變成甲烷氣體,我們用作能源的也正是這些甲烷氣體。

再說說天然氣水合物的生成條件吧,就是低溫高壓外加遊離水。通常情況下,天然氣水合物不是以固體形式開採出來的,因為難度太大。我們所說的水合物開採,就是破壞其穩定條件,將其中的氣體開採出來。針對它的形成條件——低溫高壓,簡單說來主要開採原理就是注熱和降壓。天然氣水合物的開採方式主要有傳統開採法和新型開採法。傳統型包括降壓開採(也就是南海這次的開採方法)、注熱開採和注化學試劑;新型開採包括CO2-CH4置換開採法和降壓注熱聯合開採法。重點講南海所採用的降壓開採法和新型的CO2-CH4置換開採法。

降壓開採法通過降低儲層壓力引發天然氣水合物的分解,最終達到開採目的。降壓開採法可以間斷激發,因此成本較低,可適用於大面積天然氣水合物的開採。降壓開採法主要用于海洋環境水合物的開採。如圖可見,水合物藏頂部是非滲透層,當生產井到達水合物層時,底部壓力會下降,這時水合物的平衡開始被打破,水合物便開始溶解,氣體便會持續產出。降壓初期,壓降會比較緩慢,所以產出速率比較低,但隨著分解區域的增大,壓降會越來越快。

在繼續講講降壓開採,開採的第一步就是鑽井咯,先將井鑽到水合物層去,然後就開始降壓,開採水合物藏下部的自由氣。通常情況下,水合物藏和氣藏是伴生的,因為水合物也是低滲透層,所以可以作為氣藏的蓋層存在。在降壓的過程中,水合物會不斷的分解,產出甲烷氣體,當水合物藏下部的自由氣被開採完後,我們就可以關井停止開採。這時候,水合物還是在緩慢分解的,在關井一段時間以後,地層壓力又會上升恢復到以前的狀態,這時候又可以繼續開採了,這就是上面提到的間斷激發。

但是呢,降壓開採法有個巨大的風險,就是前面各位答主所提到的,會破壞海底地質構造,造成海底滑坡。

再來說說CO2-CH4置換開採法,這是一種新型開採法,目前仍舊處於實驗階段。相比於降壓開採法,其更具發展前景。既然是置換開採,就是用CO2將水合物中的CH4置換出來,變成二氧化碳水合物和甲烷氣體。從CH4-CO2-H2O相平衡圖上可以看出,圖中的A、B區域均位於冰(水)-水合物-氣態CO2(液態CO2)相平衡線之上和冰(水)-水合物-氣態CH4相平衡線之下,說明在這兩個區域的溫度壓力下氣態CH4和固態CO2水合物可以共存,從理論上驗證了使用CO2氣體置換天然氣水合物的合理性。同時,這也說明了在相同的溫壓條件下,CO2水合物的穩定性高於CH4水合物。

重點講下那個A、B區的問題,當溫度低於283K時,CH4水合物(B區)的相平衡壓力在相同溫度下高於CO2水合物(A區),也就是說在這個條件下CO2水合物會比CH4水合物穩定些。另一方面, 由熱力學基本理論可知,化學反應在Gibbs自由能為負值時能夠自發地進行。 Yezdimer等人模擬分析了不同水合物轉變過程中的Gibbs自由能, 而 CH4水合物轉變為CO2水合物Gibbs自由能為負值,再一次驗證了置換反應的可行性。

關於整個置換過程, 可以分為兩個階段(針對 I 型水合物):(1)部分CH4水合物的籠形結構遭到破壞,CH4分子得以進入氣相中;(2)CO2分子佔據被破壞的CH4水合物 I 型大空隙,而CH4分子則重新佔據小空隙。置換就完成了。

和降壓開採法相比,CO2-CH4置換開採法可以維持住海床的穩定,還可以一定程度上緩解溫室效應。但是,這種方法還處於實驗階段,同時,置換效率過低也是要重點解決的問題。

最後再來說說我國南海水合物研究的情況吧。我國天然氣水合物的調查研究區域主要集中在南海北部,併兼顧了東海海域和南海其他海域,都取得了大量的資料。不同於陸上水合物的開採,海上開採面臨的問題更加棘手,包括鑽井,儲存,輸送等。但近些年取得的進展也是很大的,2007年,在第一階段的勘探中,廣東海洋地質調查局就在神狐地區鑽了8個點,其中三個點(SH2,SH3,SH7)均採集到了水合物樣本。在第二階段鑽取的13個點中,又有9個點採集到了水合物樣本。這裡大家可以放心,我們南海的水合物含量是相當豐富的。

這是第一階段的區域(為了怕涉及機密之類的,抹掉了經緯度,感謝@雲舞空城提醒)

這是第二階段的區域

這是第二階段採集出來的樣品圖。

最後,天然氣水合物開採過程中的難度其實很大的。首先是出砂問題,比我們先試采成功的日本也面臨這個問題。其次是在開採過程中,甲烷氣體可能再次形成水合物,也就是我們在輸送中提到的冰堵問題。除此之外,環境問題更是不容忽視的,也是大家所擔心的。1)天然氣水合物分解引起的地層穩定性問題。在水合物開採特別是海洋水合物開採時要儘可能降低天然氣水合物分解對地層固結度產生的影響,這個如果CO2-CH4置換開採能進入試采階段的話,是一個很好的解決途徑。2)甲烷在開採過程中的泄露問題,如何將其對大氣環境和海洋生態的影響降到最低,這是難題之一,即使是置換開採,也不能很好的解決,希望儘快有技術大大能夠想到解決辦法。3)開採過程中地層水的處理也應當引起足夠的重視,以減少對生態平衡的影響。

謝謝各位觀眾!暫時就更到這裡,歡迎大家來討論。有機會再補充注熱開採。


很多人在討論可燃冰不穩定性的危害,我強烈懷疑它是否會造成溫室效應的增強——因為釋放出來的甲烷能不能到海面都是一個問題。

我們來討論一下,假設發生南海海底可燃冰大規模崩潰,這些甲烷分子的命運在哪裡?

首先,大量甲烷會溶解在海水裡。假設當災難降臨的時刻,巨量甲烷氣泡上涌。但這些氣泡在上升到海面的過程中,他們面臨至少兩個嚴峻的考驗:其一,海水對甲烷有一定的溶解度。這個溶解度隨深度增加。其二,在低於520m(Rehder et al., 2002)時,氣泡邊緣會重新結晶生成可燃冰。這是因為在這個溫度壓力下天然氣水合物才是熱力學穩態。事實上,D.F McGinnis等人2006年在黑海觀測了一些甲烷氣泡,發現從90米深的海底到海面甲烷只剩下10%。才90m啊!而我們知道這次南海開採深度是在1200-1300m。我們可以判斷,絕大多數的甲烷不會在短時間內逸出海面。

圖:海底甲烷氣泡上涌

而對於在水體里的甲烷,迎接他們的是微生物降解。海水裡溶解有氧氣,而甲烷是還原性的物質。當中的氧化還原電勢差,是一個可以被利用的巨大化學能量。有一種細菌專門以此為生:噬甲烷菌。氧化環境的噬甲烷菌能夠直接用氧氣把甲烷氧化成二氧化碳。而一次大型的災難事件,就是他們的饕餮盛宴。這讓我直接聯想到了七年前發生在墨西哥灣的漏油事故,因為墨西哥灣和南海一樣處在熱帶-亞熱帶地區,生物作用的強度應該類似。

圖:英國石油公司墨西哥灣漏油事件

當年在墨西哥灣水深200-500m處檢測到了一個巨大的氧虧損(Kessler et al., 2011),說明某種生物在大量吮吸氧氣——

這是噬甲烷菌在瘋狂的為愛情鼓掌!

這項研究表明,當年泄露的所有甲烷在幾個月之內幾乎被全部氧化成CO2,完全不能夠離開海洋,留下了一支龐大的噬甲烷菌軍隊。

我們再從量級上來考慮這個問題。墨西哥灣事件按照測算釋放了9.1-12.5 Gmol 的甲烷,相當於2.2億立方米。沒有找到很好的南海可燃冰儲量數據,姑且用這張新聞老圖看一下:

圖:神狐海域可燃冰示意

神狐海域可燃冰共194億立方米甲烷,若百分之一在崩潰事件中釋放,便是1.9億立方米,略低於墨西哥灣的量。而且墨西哥灣的微生物海同時氧化了大致等量(以耗氧量計算)的石油。同時,墨西哥灣事件中噬甲烷菌部隊表現出的效率說明甲烷的釋放還沒有達到生物承載力。所以說,若南海發生可燃冰開採事故,大多數甲烷會被氧化

雖然很難進入大氣造成溫室效應,這些甲烷也會對海洋形成危害。因為甲烷被氧化成CO2,過程當中造成海水大規模缺氧,產物二氧化碳又形成海水酸化,對海域生態勢必帶來衝擊

另一方面,海洋甲烷排放並不是罕見的事,而是每時每刻都在發生的。對於南海,一個今年的測量表明它自然狀態下每天都會釋放67萬立方米甲烷。(Tseng et al., 2017)而全世界的海洋排放加起來,不過是奶牛打嗝的七分之一。在大氣中,甲烷的主要歸宿是被羥基自由基消耗。這個過程僅僅需要八年。大氣中的甲烷平衡是一個多來源的複雜系統,近幾年吸引了大量的關注,因為我們對這個平衡知之甚少。比方說,人類文明以來甲烷含量的總體趨勢是攀升,但是1999—2003年卻出現了一個詭異的暫停,原因也是眾說紛紜。

為什麼很多人覺得可燃冰很可怕?個人覺得是很多研究想像了可燃冰在地質歷史上的大型暖化事件中扮演的角色,比如雪球地球的結束,比如古新世—始新世極熱(PETM)。這些研究的重點主要在會不會形成「暖化——極地冰蓋熔融和海底升溫——甲烷釋放——更加暖化」這一個全球性的正反饋上。我相信人類在局地的一些試探不會造成全球氣候變化。

雖然我對開採技術不了解(感興趣的可以移步 @Claudia的回答),但是昨天看到這個消息,非常激動!因為在實現可控核聚變之前,天然氣是人類最理想的燃料,清潔,高效,安全。我國的能源結構不合理問題的解決已經到了刻不容緩的地步。這個成功的背後,是中央這十幾年的高瞻遠矚和大力支持:

如果您持不同意見,歡迎在評論區留下您的看法。


一些參考文獻:

Possible role of wetlands, permafrost, and methane hydrates in the methane cycle under future climate change: A review
A Persistent Oxygen Anomaly Reveals the Fate of Spilled Methane in the Deep Gulf of Mexico
Methane in the South China Sea and the Western Philippine Sea


補下現場照片,細節不說太多。讓大家了解下深水鑽井平台上生活也不錯。

平台雙井架,形狀看起來有點奇怪哈

可燃冰試采放噴

從司鑽房看井口

坐吊籠


非專業人士瞎猜:側面反應了可控核聚變還是遙遙無期啊。


這種事情,答案當中不用看就能猜到「魔盒文」會出現,類似《高鐵——悄悄打開毀滅中國的魔盒》。


這個消息出來已經有幾天了,朋友圈和圈內群裡面仍然被刷爆了。正好,在博士期間也從事過水合物的研究工作,並發表了論文。從地質角度來說,水合物的形成機制和富集規律都已經研究的差不多了。國內的水合物主要分布在兩個地區,一個青海和西藏的凍土區,另一個就是南海。凍土區的水合物之前一直是油氣中心在做。一個是南海的水合物一直是廣海局做勘探,科研方面的工作是青島海地所和地大北京的一個教授。目前上,地質的工作主要做的是利用地震資料對有利儲層的識別。不過,以目前的油價形勢,三桶油更不可能去搞這些。因為不掙錢啊···最近兩年,地調局及其下屬的各個分局和地調中心,不斷宣傳油氣方面的突破。從某種角度來說,更重要的是向國家的爭取更多的資金。由於固體礦產的不景氣性,地調局已經把近四分之一的地勘資金,投入到油氣、非常規等領域中。看看那些固體礦產就知道現在地質隊有多難過了···由於地調系統沒有商業盈利的壓力,只要稍微有點成果就行。不得不說,最近油氣中心的這幫領導都要火啊,現在廣海局的局長和局長助理都是原來油氣中心出來的···

另外,前面有人說油公司對於頁岩氣和煤層氣都已經放棄了。其實,並不是放棄,主要是油價太低,實在沒有資金搞上游的非常規研究。


對於可燃冰,大家已經討論了很多,這次開採成功是能源領域的重大突破,必然會為以後的商業運營積累寶貴的經驗。但這次開採,我國海工裝備製造業也是成功地秀了一波實力。不知道大家有沒有注意到這次參與開採可燃冰任務的鑽井平台呢?

它正是大名鼎鼎的「藍鯨1號」,目前全球最先進的「雙鑽井半潛式鑽井平台」,由中集來福士自主設計建造。

從尺寸上看,藍鯨1號絕對屬於海工裝備里的「航空母艦」:平台從船體到井架頂端高118米,相當於37層樓;長度117米92.7米,甲板面積相當於1.5個標準的足球場!怎麼樣,來上面約場球?

藍鯨1號的最大作業水深3658米,能夠在全球99%的海域運行!這次開採可燃冰的海域水深才1266米,對於藍鯨1號來說簡直小意思啊!它的鑽井的深度更是達到了可怕的15240米,就算是馬里亞納海溝都能鑽到底啊!

而深海開採所處的海洋環境非常的複雜,為了應對惡劣環境,藍鯨1號採用了Frigstad D90基礎設計,配有DP3閉環動力定位系統,入級挪威船級社。

這裡要特別介紹一下DP3閉環動力定位系統:正是這個系統讓藍鯨1號具備了能夠怒海爭鋒的能力。動力定位系統通過採集到推進器的轉速、方向,以及風、浪、流等環境參數,進行精密計算和分析,由此控制8個推進器的轉速和方向,抵消風、浪、流對船體的作用力,這樣才不會「隨波逐流」。

而DP3是國際海事組織的最高動力定位級別:精準度最高,抗風險能力也最強。面對25米高的海浪及12級颶風仍可巋然不動,而即使遇到一個艙室突然發生火災或進水,也不會影響平台的位置和艏向。而西門子也有幸參與到其中,為藍鯨1號提供了動力包系統,包括變壓器、配電板到變頻器和電機等設備,以及DP3閉環動力解決方案。

故事說完了,廣告也打了。放幾個藍鯨1號的小視頻,養養眼吧!↓↓↓↓

↓↓↓DP3閉環動力解決方案進行斷電恢複試驗,瞬間燈火通明,美爆了有木有!


其實我最受不了的是,只要是能燒的,隨便挖個什麼都要扯上汽車。陳化糧煉乙醇要扯汽車,甲醇價格波動要扯汽車,拿個什麼破草能煉乙醇要扯汽車,光合酶解馬鈴薯渣分解出氫氣要扯汽車。天然氣一直很便宜,頁岩氣還在排隊,你丫倒是給天然氣汽車減稅送滬牌推廣啊。


這麼大的一個項目,我所在的單位也參與了一丟丟的研究工作,所得初步結論:可燃冰的開採,對於海床的穩定性幾乎沒有影響。
如果開採前的海床穩定性用安全係數來量化的話,假設是3.271,開採後的安全係數和這個3.271是差不多的,比如3.178。
當然,只是初步結論,不保證一定正確和精確,但我們一直在努力。
所以這次試采成功,對於我們的確是值得歡欣鼓舞的,除了可想而知的戰略意義這一國家層面之外,從小的方面上來說,期待我們單位能得到試采相關數據,從而檢驗和修正上述初步結論。
真的是振奮人心。


更新:
好吧領先世界有點盲目樂觀了
不過總歸是踏出了這麼一步
技術難題還有很多
不過長遠來看的話只要上面肯花力氣搞這一塊兒
還是有一定前景的
(其實除了第一段的「領跑世界」,原答案也還是以指出技術難題為主嘛)
業界任重道遠啊

以下原答案:
—————————————————————————
就目前公布出的數據來看
技術上領先世界是沒得跑了
至少在天然氣水合物開採領域
我們已經跑在了世界前面

然而也別高興的太早
目前只是技術開採成功
離商業開採乃至工業開採都還遠著呢

雖然我天然氣水合物的研究課題只開了個題
然後就無疾而終了
(學渣哭暈在廁所)
但是根據大佬們在群里的討論
現階段技術難題主要有兩個
一是海底氣藏開採出砂
二是進一步的海床垮塌問題
就更不要提海洋油氣藏原本就存在的
設備壽命短、維護困難
無法規劃最優方案開採等一系列問題了

對門霓虹搞這個搞了很多年
結果呢?
雖然產量數據不如咱們
多少技術還是有的吧?
但直到今天
他們作了許許多多的實驗和試開井
全都敗在了出砂問題上
可以說如果解決不了這個問題
我們離工業化開採可燃冰還有很長的路要走

不過也不用灰心
君不見美帝熱火朝天搞的頁岩氣也發展了幾十年才有今日的規模
何況出了可燃冰
天朝大牛們也一直沒有放棄非常規油氣藏的開採嘛╮(╯_╰)╭
指不定哪天就出成果了呢(笑

話又說回來,如果可燃冰真的搞起來
可能我們專業就業就能回暖?
管它呢
反正我準備去轉行敲代碼了(捂臉逃


有些朋友說媒體對可燃冰開採的風險和成本問題隻字不提

恐怕並非如此,你看中國青年報早在2013年就談論這個問題了。

可燃冰不是救命稻草

 沒有劃時代的技術革命,任何「新能源」都是泡影
日本剛剛紀念了「3·11」大地震兩周年,就急匆匆向世界宣布了一條「激動人心的消息」。該國能源廳3月12日稱,日本在世界上首次實現了海底可燃冰的提取試驗,并力爭在5年之後實現商業化開採。
  可燃冰開採的消息似乎有雙重效果,既可暫時轉移和規避焦灼中的「去核」爭論,又給日本經濟注入了一劑「利好預期」良藥。據稱,可燃冰在日本附近海域的埋藏量足夠日本使用100年,僅本次試驗採掘海域的儲量就可供日本使用10年以上。這個一直被能源對外依賴所困的島國,彷彿抓住了一根救命稻草。
  可燃冰真能解開日本的「能源死結」嗎?恐怕不容易。
  所謂可燃冰,是地質名詞天然氣水合物(Natural Gas Hydrate)的俗稱。地球陸地上的凍土帶,以及海洋深處的沉積岩中,一直存在著這種甲烷氣體的結晶物。數據顯示,全球約有27%的陸地和30%的海底地區,具備形成可燃冰地質條件。
  科學家估算,全球可燃冰的能源總量,可能相當於已知的石油、煤及天然氣等化石燃料總量的兩倍。有人還推測,僅全球海底可燃冰資源就可供人類使用1000年。這當然是一筆巨大的潛在能源財富!
  不過,開採可燃冰的風險同樣巨大。中國石油大學陳光進教授曾指出,貿然開採海洋中的可燃冰可能會引起地質和生態災難。據推測,史前多次生物大滅絕與「極端熱氣候」有關,這種氣候災難有可能因為突發原因導致海底可燃冰大面積分解,釋放出巨量甲烷進入大氣層。甲烷是一種強效溫室氣體,它的溫室效應為二氧化碳的20倍,全球海底可燃冰中的甲烷總量約為地球大氣中甲烷總量的3000倍。
  顯然,如果技術上不過關,開採可燃冰將冒極大風險。已經有地質專家提出警告,這一次日本的試驗開採方法叫「減壓法」,本身存在引發地質災害的危險。
  「減壓法」要在蘊藏有可燃冰的海底區域打出大量深孔,從深孔中灌入二氧化碳,對可燃冰進行減壓,減壓後的可燃冰才能釋放出甲烷。這種開採過程的危險性在於,如果操作不慎將引起連鎖反應,使整塊地區的可燃冰同時迅速分解,這種失控將引發海底地質變化,導致地震甚至海嘯。關鍵是,此類災難不僅會禍及日本,而且造成的極端氣候變化災難還會殃及全球。
  正是礙於可燃冰開採的環境和生態風險,美國從20世紀60年代就開始了可燃冰開採研究,但一直將其列入遠期能源開發方案,按計划到2015年才進行小規模開採試驗。
  技術瓶頸只是可燃冰開採的障礙之一。從開發成本角度看,可燃冰的經濟效益是否足以與石油、天然氣媲美,也存在疑問。專家們認為,可燃冰分離出的氣體體積較大,運輸難度極大,需要建造海底管道,或將氣體液化,因此不僅是開採,儲存和運送的成本也相當高。這些障礙一時半會兒難以解決。
  日本急於擺脫能源困境的心情是可以理解的,但科學技術必須尊重客觀規律,著急並不解決問題。既然他們在核能利用上無法克服「安全紅線」,那麼面對可燃冰這種不確定性更大的能源利用方式,面臨著更為嚴重的生態與環境風險,怎麼能輕易樂觀呢?
  能源問題,的確是當下世界經濟走出金融危機陰霾的關鍵點。蒸汽機時代對應煤碳能源,內燃機時代則對應著石油、天然氣能源,未來的「智能製造」時代,必然需要一種「新能源」。但可燃冰顯然不是,本質上,它只算是天然氣的另一種變體。
  在克服了技術和成本難題後,可燃冰或許能為人類提供另一種更清潔的可燃能源,但它並不能帶來技術革命。沒有劃時代的技術革命,任何「新能源」都是泡影——它只能為「舊經濟」續命,卻不能開創一種真正的「新經濟」。
  筆者曾反覆強調,從採集食物到生產食物,農耕文明是人類技術躍進的一大步。同樣,從核裂變到核聚變,人類科技深入到微觀粒子層面,從採集千萬年沉積下來的化石資源,到通過分析物質微觀結構和分子運動,掌握其規律,從而「生產能源」,真正實現「再生和永續能源」,這才是人類又一次偉大的跨越式技術進步。
  本質上,煤炭、石油、天然氣這些「舊能源」,與包括光能、風能、生物能在內的所謂「可再生新能源」,都是廣義的太陽能,而太陽能本身就是核聚變釋放能量的一種形式。可控核聚變是人類所能掌握的真正的「無限能源」,也代表了人類技術進步和文明升級的主流方向和未來歸宿。這一場技術革命,將與月球開發及外太空探索工程結合起來,人類的文明程度將由此實現跨越式的升級換代,「地球人」將進化成「宇宙人」。
  說白了,只有可控核聚變為基礎的核能利用,才是全球能源戰略的主攻方向。不論美國人的「頁岩氣革命」,還是日本人正說的熱鬧的「可燃冰」能源,只是緩解眼下全球經濟低迷困境的權宜之計。
  當下的世界格局中,美元作為霸權貨幣,以炒作資源泡沫,來控制世界經濟命脈。這是個客觀事實。日本經濟對美元亦步亦趨,日元最近大幅貶值,製造「貨幣洪水」,不過是為美元數輪的「量化寬鬆」做個註腳,毫無獨立性可言。同樣在能源戰略上,看看他們在核能上的搖擺,也說明缺乏定見,更無遠見。
  中國與日本不同。即便在某些單項技術領域,我們的水平有差距,但中國經濟具有完備的大工業體系和獨立自主的科研平台,市場潛力巨大,有可能形成完整的、自主的產業鏈體系。因此,在能源戰略上中國必須有長遠打算。
  據估算,我國南海海域可燃冰資源儲量相當於650億噸石油(中國現在每年的石油消費量超過5億噸),夠用130年。另外,我國在青海省祁連山南緣永久凍土帶也發現了可燃冰實物樣本,是世界上第一次在中低緯度凍土區發現可燃冰的國家。作為世界上第三凍土大國,中國陸上可燃冰的遠景儲量大約相當於350億噸石油,可供中國使用近90年。
  這些數據說明,在可控核聚變這個「終極能源」實現之前,中國在能源戰略上需要「把雞蛋放在不同的籃子里」。中國作為能源短缺型的後發工業大國,就算頁岩氣、可燃冰是「權宜之計」,我們也怠慢不得,從研發到開採,該跟上還是要跟上。
  目前最根本的難題是,中國缺乏在全球大宗商品和資源貿易體系中的定價權。要想不被別人在資源上「卡脖子」要挾,爭取更大的話語權,你自己必須要「立得住」。
  以中國的技術儲備和科研實力,應該有足夠的力量來「多條腿走路」:既要鎖定核能這個主攻方向,下大力攻關,爭取「領跑」;也要在各類「新能源」領域,追蹤世界技術潮流,盯緊了「跟跑」。
  我們必須記住,歷史上,僅僅靠提供廉價資源而獲得利潤從而繁榮的國家,不可能是真正的強國,繁榮也不會持久,因為他們很快就透支了自身的資源,走向衰落。
  只有那些擁有強大的甚至是不可替代的科技創新與製造能力的國家,通過技術的不斷升級,並持續開發出新能源、開拓出新的經濟增長方式的國家,才能走在世界前列。

眾石 《 中國青年報 》( 2013年03月18日 10 版)

來源:可燃冰不是救命稻草-中青在線


所以隨便吧,技術儲備是好事,玩脫了會弄出什麼人家也心知肚明。假如真要作為商業開發的前奏,能妥妥弄成了那再怎麼壟斷也能分享到發展紅利,要出了岔子搞成大過濾器也是大家一起被過濾

愛咋地咋地吧。


下面是當年日本嘗試開採可燃冰時,很多網友們跟打了雞血似的:

日本上次開採並不算成功,氣流極不穩定,而且短時間內就因為 由於泥沙堵住了鑽井通道,被迫中止開採。

到了中國開採可燃冰的時候,天然氣氣流穩定,泥沙問題處理得不錯。但看看網上的評論。。。。。各種謾罵和無腦噴,什麼「我死後,哪管洪水滔天」之類的環保段子,還有「第二個曹妃甸假新聞」之類的反智段子,再就是拿著央視審稿出錯了的「能耗里程」說事,以彰顯自己的高中化學知識(就算央視說成5億公里,這種信口開河的錯誤和拼搏在前線的勘探工作者們以及可燃冰開採技術的探索有半毛錢關係嗎?)


言歸正傳:經過能量換算後,可燃冰中烷烴(CxHy,主要是甲烷CH4)的實際儲量是遠大於常規油氣資源的,到底是大出多少倍,不同的地質評估機構發布的結果有較大出入,比較保守的說法是陸地和海洋可燃冰儲量相當於現在全球常規油氣資源的2倍。若能夠有效開採,對於多數人類(尤其是中國這種能源匱乏國家的人)來說,都是幸事。

而且可燃冰本身勉強算是清潔能源,從燃燒影響的結果來看,無論是碳排放量,還是硫化物、氮氧化物、顆粒物排放量都是遠遠小於煤炭、石油的。

大家最擔心的問題無非就是可燃冰開採可能引發的海床崩塌、甲烷大規模集中外泄,海洋酸化等問題。

關於這些議題nature 和 science上的文章都不少,大多是持悲觀態度。

然而就如特朗普(Trump)的競選團隊所認為的,nature 和 science上的某些文青學者想得太多,做得太少。他們既拿不出能夠有效替代煤炭、石油的 低成本高經濟性清潔能源方案,又想阻礙煤炭經濟。

筆者也覺得特朗普 所代表的石化利益集團的觀點太刻薄,但我竟然無法反駁。

事實就是:煤炭依賴性能源結構是中國空氣污染的最大禍因,如果不能夠大規模獲取天然氣,並且實現規模化,想全面替代煤炭是很難的,至少大規模獲取天然氣應該作為逐步替代煤炭的一個重要選項。

否則,北方的霧霾還會持續,就連西南城市昆明還會繼續冒出 噴中國空氣骯髒的 留學生(我去過楊舒平 老家昆明,那裡的空氣質量至少比日本東京的空氣質量好,她肯定沒見過東京灣西岸成片的高爐和尾氣塔,這女的黑中國黑得有些過頭了,黑家鄉昆明簡直就黑得毫無良心了)

按照現在煤炭的開採價格,動力煤發電成本甚至比核電還低,靠太陽能、風能這種高成本清潔能源,短時間內實現價格競爭力幾乎不可能,長期來看就算成本降下來了,還面臨電網分配技術等多方面問題,難以規模化均勻地覆蓋全國。單純靠現有的能源市場,想替代煤炭在中國能源結構中的比重將耗時漫長,中國人等不起。

如果從中國能源結構的改善上來講,可燃冰的開採是有必要的。


即便從保守的商業風險管控角度出發,可燃冰的商業前景也不會低於頁岩氣,早期的頁岩氣開採也是面臨成本高企、地下水污染的問題,經過技術改進,產業鏈規模化,上下游供應鏈磨合後,頁岩氣革命逐步爆發。(況且筆者覺得不能僅從商業風險管控的角度去揣測可燃冰商業化的未來,因為這種揣測明顯低估了中國產業規劃和 日本產業規劃的決心。)

至於大家擔心的甲烷大規模外泄等、海床坍塌等生態問題,我的看法和大家一樣悲觀。

可是,現實就是殘酷的,日本社會和中國社會有一點是相同的——高層中都沒有多少黃左、聖母,尤其是日本主流社會,聖母黃左永遠被邊緣化,不管日本人表面上多禮貌,其意識形態大多基於嚴酷的零和博弈。如果東京的霧霾像北京這麼嚴重,那日本人寧可海底生態被可燃冰開發過程中的海洋酸化和負氧毀滅,也不願意出現楊舒平這樣的學生去美國丟人。


雖然日本對外霧霾問題沒中國嚴重,但日本對於甲烷的需求迫切程度甚至高於中國。如果中國不去東海、南海開發可燃冰,那麼日本肯定會搶先下手,很可能把鑽機開到東海爭議海域和南海爭議海域上,而大多數可燃冰礦藏帶都在爭議海域上。

日本對天然氣的渴望得從日本的產業境況說起了,汽車產業是日本的支柱產業,在新能源汽車路線上,豐田和本田等日本汽車巨頭已經選擇了與特斯拉完全不同的技術路線——燃料電池(燃料還原劑來源是氫氣),而以特斯拉為首的新興新能源汽車巨頭選擇的是蓄電池/電容陣列路線。

下面是豐田的氫燃料電池汽車底部的 燃料電池裝置 和 儲氫罐(話說氫氣存儲的危險性和高能耗是氫燃料電池汽車的天生弱點,且不說汽車儲氫本身,單就加氫站、高壓液化設備、加熱汽化設備和氫氣運輸管道的大規模建設就是個高成本的麻煩事):

很快新能源汽車路線之爭將成為一場世紀產業大戰,中國絕大多數企業已經站到了特斯拉技術陣營一邊。自從日本的半導體產業鏈大潰敗後,日本經濟的真正支柱就剩汽車產業鏈了,其他的都是小眾市場。這場路線之戰將比 當年 的 液晶 VS 等離子體 世紀之戰更加激烈得多(上一輪面板世紀戰爭結局是韓國財團為首的液晶陣營打垮了以日本財團為首的等離子體陣營,從此奠定了三星、LG的面板霸主地位),日本已經輸掉和正在輸掉的戰線太多了,日本科技匯總PPT上的光輝段子越來越難兌現。半導體三巨頭(三星、intel、台積電)和他們持股的晶元光刻機霸主ASML打垮了日本的半導體產業鏈還情有可原,但新能源汽車路線戰爭 日本是無論如何也輸不起了,否則日本的未來將和公元前2世紀的迦太基一樣慘淡。(扮演羅馬的會是哪個國家呢?)

氫能源燃料電池 汽車要想大規模普及,必須保證絕對廉價的氫氣,而目前人類能夠大規模獲得氫氣(H2)的唯一低成本路線就是甲烷(CH4)的裂解,與水蒸氣(H2O)的氧化還原反應路線則是目前普遍採用的烷烴重整手段,理想的反應結果是1 mol甲烷(CH4)能夠得到將近4mol氫氣(H2),如果有誰認為1 mol甲烷(CH4)只能得到2mol氫氣(H2)的,我建議他去回去把高中課本再好好讀讀,而「甲烷制氫」的固定成本投入就是對現有的石化裂解裝置、催化劑和分離裝置等等進行改造或替換,然後設計並載入新的分散式控制系統(DCS)資料庫。

下面是成熟石化工業中「甲烷制氫」 兩個主要大步驟的 反應 焓變 示意圖(第一步反應中其實有很多細分反應步驟,這裡不詳細說明):

(在第一步與高溫水蒸汽反應中,1mol甲烷產生3mol 氫氣,第二步與高溫水蒸氣反應中再產生將近1mol氫氣,並盡量消耗掉有毒的CO,第二步反應的轉化率、耗水量和規模化程度往往是重要的技術指標,日本在這方面相比Exxon Mobil, Shell, Chevron, Total等歐美石化巨頭仍然差了一截)


如果沒有廉價而且穩定的氫氣來源,在未來新能源汽車路線之爭上,日本必輸無疑,那麼日本產業經濟的潰敗程度將遠遠大於 平成年間的半導體潰敗,成片的殭屍企業留下的未爆彈會集中爆發。

日本人當然清楚甲烷對日本經濟的重要性,日本政府之所以無限注資日本帝國石油公司(INPEX),在國際天然氣價格攀高無望的頁岩氣時代,仍然去高位接盤各國的海上天然氣田項目(offshore gas project),目的之一就是保障日本未來的甲烷(CH4)供應,至於日本油氣公司盈虧與否根本不是日本智庫考慮的重點,油氣公司的假賬做得再拙劣,日本政府也不會去管,負債率走高了大不了再由日銀在二級市場注資。

先說東海可燃冰儲量最大的區域——沖繩海槽:

沖繩海潮的西側已經漫過了中國主張的專屬經濟區中間線,如果中方不能像建設東海春曉油氣田那樣在沖繩海槽西側建立 可燃冰鑽井平台,那麼這片區域遲早被日本的可燃冰鑽井 侵佔,釣魚島等大片海域的局勢將更糟糕,更重要的是大量的可燃冰資源就被日本吞了,而這些資源可能成為日本復甦的動力(日本產業鏈本身就是中國產業升級之路上的攔路虎),如果日本產業真的中興復甦,將對整個中國的產業經濟、地緣政治 甚至 國運造成極其惡劣的影響。


再說南海,可燃冰資源達到相當於等熱值原油800億噸,比中國現有的所有油氣資源加起來還要多數倍。然而這些資源散部在各個南海爭議海域。日本很早就和 東盟里與中國有主權衝突的國家簽署了油氣開採合作協議,日本將對菲律賓、越南、汶萊等國提供 油氣勘探、開採技術支持,島嶼發電設備,島嶼淡水分離設備,日本為其他南海申索國開發南海爭議水域資源做出「巨大貢獻」,在 中、日 雙方 的可燃冰開採技術日漸成熟後,日本很可能按照老套路出牌,向這些南海當事國 提供 可燃冰開採技術,支撐這些國家在南海資源問題上與中國繼續對抗,如果中國失去南海可燃冰開採先機,就如同上世紀70、80年代失去南海島礁一樣,未來將非常被動。

中國目前對南海的油氣資源的實際控制區域有限,僅限於西沙群島和中沙北部海域,如果中國不擴展開採區域,其他國家就會在日本的援助、唆使下挺進一步(即便沒有日本挑唆,這些南海國家也經不起可燃冰資源的誘惑),你不進一步,對手就會逼著你退,緩兵之計永遠都是暫時的,這就是第一島鏈殘酷的地緣博弈現實:

可燃冰開採,確實有諸多環境隱患,可能會引發殘酷的生態結局,但是有個比可燃冰的單純開採更殘酷的情形,就是日本單方面在東海、南海爭議水域直接或間接開採可燃冰,那樣的後果就不僅僅是生態災難了,而是附加上華夏民族的地緣政治災難和產業升級障礙。


順便再說下可燃冰開發的隱患之一——甲烷大規模溢出加速全球氣候變暖,導致的結果是北極冰層融化,而北極冰層融化將促使北極航線商業化,俄羅斯沿岸的東北航道附近冰層將最先融化,全球航運大動脈的改變將策底改變全球地緣經濟格局、海運貿易格局、地緣政治重心,受益者中就包括中國 和 日本。

下圖為將對全球海洋貿易、地緣政治、地緣經濟起到顛覆性作用的北極航線東北航道,只要航道上暢通無阻,將取代東亞至歐洲 的傳統馬六甲—索馬利亞—蘇伊士海運航線。 地緣政治重心和貿易重心將一定程度地北移。

如果從地圖上看,北極航線東北航道開通後,日本的貿易航程縮短幅度得比中國還多,位於東北亞的日本收益更大,以扶餘人的精緻利己主義性格,他們內心當然是樂意全球氣候變暖的。日本根本不怕海平面上升,因為日本的海拔足夠高,日本沿海地區的平均海拔高於中國沿海地區,而且日本沿海建設的防波堤體系是相當發達的。另外,北極洋面的冰都是浮冰,融化後並不會對海平面高度造成多大影響,浮在水面上的冰融化,水平面高度不變,這是初中物理常識,(只有南極和格陵蘭的陸地冰川也融化了,才會對海平面高度造成影響,但短期內不太可能融化)

(開個腦洞,說不定還會有日本右翼石油員工「下克上」,故意在開採可燃冰的過程中引爆可燃冰層,造成大規模甲烷外泄,雖然做了破壞地球生態的罪人,但卻是大和民族的功臣,這種見不得光的「民族英雄」在當年的大日本帝國黑歷史中太多了)

關於北極航線,大家可以參考筆者下面這篇文章:

中國開往歐洲和北美的貨輪走北極航線的可行性如何? - 知乎

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專門找業內的朋友了解了一下, 天然氣有陸上和深海兩種,陸上的氣田開採技術已經非常成熟,深海的天然氣以可燃冰的形式存在,可燃冰早就發現了,而且儲量巨大,比陸上的氣田儲量還要多,不開採可燃冰並不是因為難度太大,而是因為根本無法實現盈利,中石油這口井只採了一周而且產量不穩定遠遠達不到穩定開採的意義,采出的天然氣一周的量遠不及深海氣井一天的量 所以目前這個項目只有科研意義。

其次可燃冰在石油行業並不被認為是一種寶貴的資源而是一種潛在危害,因為管道如果不暢出現低溫高壓的情況就會產生可燃冰堵塞管線,目前通堵的方法有限,如果不通就是費了口井,在深海開採可能意味著幾百萬幾千萬美元的損失 。

不過隨著技術發展,問題一定能得到妥善解決,中國加油!


「擱置爭議,共同開發」的真正含義就是:大家都可以去那開採,至於倒底有沒有開採能力,那就各憑本事了。。。


很好,我們距離被強溫室效應和強海洋酸化引發第六次大滅絕又近了一步。

激進的人類,真的要干出蠢事嗎?

  • 甲烷的溫室效應是二氧化碳的數十倍;
  • 海底沉積物中廣泛存在著天然氣水合物;
  • 極易在穩定條件突變的情況下發生不可逆的爆發;

失穩條件包括但不限於:海底大規模滑坡、壓力條件變化、溫度條件變化等。

現今在北冰洋、美國東海岸都發現了因為海水升溫引發的可燃冰自行分解;

1945年巴基斯坦沿海地震造成滑坡釋放了一批可燃冰;

地質歷史時期有非常多的可燃冰爆發記錄;

其中包括南海神狐海域在11k-8k年前發生過的局部爆發和海洋酸化記錄。

  • 可燃冰的開發伴隨著地層中的固體物質氣化釋放;
  • 如果不進行物質回填勢必無法長期開採:氣體空腔怎麼承受上覆幾百米沉積物的壓力?
  • 現有的回填技術是利用二氧化碳水合物,但還在試驗初級階段;
  • 二氧化碳水合物的自然或被動分解,可能會引起比甲烷釋放更直接和嚴重的海水酸化。
  • 而採氣井控壓失敗也會引起難以控制的噴發;

墨西哥灣漏油事件再難處理,終極辦法還可以學蘇聯人拿個核彈炸井;

前蘇聯-核爆撲滅天然氣井大火_機械_科技_bilibili_嗶哩嗶哩

但可燃冰採氣卻萬萬不可使用該終極保險:嫌泄露的不夠多再幫著炸一點出來?

假如發生技術上徹底失控的井噴(墨西哥灣還算可控,蘇聯那個才是真不可控),怎麼辦?

點把火跑路嗎?

  • 全球範圍的可燃冰開發競賽正在拉開帷幕,中日在第一輪得分,美俄仍在研究;
  • 相信不久以後,我們會看見俄羅斯和美國的開採隊伍,在西伯利亞和阿拉斯加以北的北冰洋里架起鑽井平台;
  • 日本在沖繩海槽里立滿井架;
  • 中國和東盟擱置爭議共同愉快的開發起可燃冰;

我們距離大規模商業開採伴生的開採事故,和發生雄偉壯麗的海底甲烷大爆發還有幾步遠?

  • 甲烷在大氣和水環境中最終都會演變為二氧化碳,增加大氣和水體的二氧化碳水平;
  • 大氣就不說了,說海洋吧:過高的水體二氧化碳水平會造成海洋酸化;
  • 海洋酸化會對海洋生物的碳酸鹽介殼造成毀滅性衝擊;
  • 同時出現的還有甲烷氧化消耗海水氧氣問題,海水缺氧+酸化,結果不要更好看哦!

地質歷史上最嚴重的海洋酸化及缺氧事件,出現在二疊紀末期:

最嚴重的階段,海洋里看不見碳酸鈣介殼,只有硅質骨骼。

而在二疊紀,CO2的累積慢的令人難以察覺:

以整個陸地缺少新鮮造山運動(盤古陸已形成),導致岩石風化吸收CO2能力下降為背景;

加上西伯利亞大火成岩省活動了幾十萬年;

可是工業時代以來,我們造成了怎樣的CO2堆積速率呢?

在速率上,人類可以得滿分。

  • 海水缺鈣、大氣升溫的地質記錄同樣發生在5500萬年前,如下文汪品先院士所言;
  • 距今11000年前,還沒完全從新仙女木期大降溫緩過神的地球,
  • 以一次全世界範圍的海底可燃冰爆發,開啟了人類的農耕文明時代;
  • 原因可能只是簡單的海水升溫—甲烷釋放的循環正反饋。

我們正在開啟一個人類歷史上全新的紀元:

海水升溫已經造成各地大陸斜坡、俯衝帶斜坡的可燃冰自然分解;

北極海冰萎縮正在釋放深藏海底的古老陸上凍土的可燃冰;

凍土消融正在自然釋放北半球陸地深層的可燃冰,沿著北極圈隨處可見甲烷爆坑;

海洋酸化預計將在2050年以前降到7.9左右;

實驗顯示,預期中2100年的海洋酸鹼度,將直接溶解大部分浮游生物的碳酸鈣骨骼;

海洋食物鏈的初步崩潰,已經是可以在你我這代人進墳墓前遇見的事情;

然後,全球商采可燃冰的競賽,正在吹響號角。

各種人為因素造成的可燃冰非自然釋放,正指日可待。

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猜猜,這一次會送我們進入哪一個文明階段呢?

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為避免誤會,這裡明確一下我的態度:

支持對可燃冰的安全開採技術進行研究,支持通過實驗開採驗證並積累技術,

反對在可預見的近幾十年進行大規模商業化開發可燃冰;

反對包括實驗性開採在內的對凍土可燃冰的開發;

大力支持發展碳捕獲技術,研究人工調節CO2濃度的技術;

謹慎表示:為什麼不等到碳捕獲技術大規模工業化以後再動可燃冰的主意呢?

前陣子不是國內有團隊做出了引人注目的CO2制油進展嗎?

為什麼不先找一條退路呢?

  • 中國的煤炭儲量世界第三,產量第一。
  • 燃煤廢氣的處理技術已經可以做到CO2和水之外零排放。
  • 中國原油消耗的絕對大頭是燃料油,而這中間相當一部分可以改煤或改電。
  • 發電結構可以通過加大核電、清潔火電等形式改善。
  • 需要的成本遠小於開採可燃冰。
  • 需要承擔的風險更是絕對遠小於可燃冰意外釋放的風險

別說什麼沒有別的路可走。

另一條路一直都有,只是沒有人願意去走。

就像小李子在自己的紀錄片里所說:這需要人類作為一個整體,在思路上作出全面改變。

人們習慣性的只能看見自己自己生命尺度、數倍於自己生命尺度內的畫面。

卻往往忽視著來自另一群看慣了更長時間尺度的人的警告。

這很Homo。

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作為地質專業人士,表達一個地學界內沒有什麼爭議的可燃冰風險問題,竟然引來一串批評的聲音。這充分說明普通公眾對這一領域不了解。不知者不罪,但亂噴之前能不能先了解一下專家怎麼看待可燃冰?

汪品先院士:

但是,可燃冰開採不當會有負面效應。可燃冰確實在地質歷史上「闖過大禍」。5500萬年前,也就是恐龍滅絕後大約1000萬年,海水的升溫一度誘發海底天然氣水合物大量釋出,在短短几千年間大約有2萬億噸碳(相當於目前全球煤炭儲量的1/5)以甲烷形式放出,溫室效應大爆發。結果,全球驟然升溫5℃~9℃,大洋酸度突然增高,海底缺氧,導致大量海洋底棲生物的滅絕和遷移。
所以說,可燃冰在低溫高壓環境下是穩定的,溫度和壓力的變化會導致大量氣體的釋放,如果開採不當,會引起滑坡等海底重大災害。7000多年前,挪威岸外發生300公里長的海底大滑坡,就是可燃冰釋出同時發生。近來的深海考察發現,可燃冰的釋放可以從海底噴出1400米高。有人猜想,百慕大「黑三角」災難的謎底可能就是可燃冰釋放……
汪品先:可燃冰是福音書也是雙刃劍

最後,不要問我要文獻。這些nature上天天登的東西請自己去搜。

對全球變暖現狀和危險還不那麼了解的可以去看我去年年底的回答(至今還留一個尾巴沒更新)

目前有什麼確鑿的證據證明人類活動造成了全球變暖? - 知乎


意味著海軍艦艇會更長時間更大規模的呆在南海了。不對,是海警船。
意味著那幾個島上會有更多軍事設備入駐了,不對,是和平安保設施。
畢竟這裡都是錢啊。
安保升級,太正常不過了。


1、&<請忽略&>

沒看明白題目里那個「 連續7天19個小時 」是什麼意思,哪位講解一下。

&

(感謝評論區 @Andy 的指導,以及我智商乙烷)

2、資源量。網上搜了張圖(鏈接 Peak conventional oil)

右下角的那個gas hydrates, 天然氣水合物,大概就是這種可燃冰了。這麼巨量的資源扔那不用於心何忍啊。

3、勘探開發。開採技術我並不是很了解。單說勘探,從地震上找可燃冰可是比找油容易太多了。

這東西它阻抗低啊,地震(一種勘探手段而已,只要你不正站在震源上基本是人畜無害的)上賊清楚啊。諸位上眼(Current gas hydrates research)

BSR其實是 bottom simulating reflector &海底模擬反射層& 似海底反射(感謝 @不吃蛋撻 同學的指正,這裡應該翻譯成 似海底反射。),經常代表了天然氣水合物的響應(然而也可能是別的)。清楚成上圖這樣,有天理沒。(好吧,我故意挑得清楚的圖。。。以及假反射這種事在地震上不要太多。列位讓我假裝一會內行好么?)

進階話題:強反射多解性。提起此事,話倒長了,不提也罷。

4、危害。

(來源 Dynamics of gas hydrates in polar environments)

有個模式大概是上圖這樣(請忽略海平面的變化,那是另外一個大話題了。晚上我找找有沒有更合適的圖)。黃色的部分是水合物。水合物這東西的存在對於溫度和壓力都有要求。天然/人工造成的擾動有可能會導致水合物層的壓力變化。天然氣們驚覺壓力已變,齊叫「咱今日便反了罷!」於是就跑了。跑到哪?海水裡溶一點,多數進了大氣層。然後,不歸我所學了。

但是啊,睜一眼閉一眼咱們假裝瞧不著。

對地球來說,人類什麼都不是,就算用核彈把世界犁一遍過個千八百萬年生態系統也就重新發展得差不多了。

5、結論。前進,前進,不擇手段地前進!自取滅絕也要前進!把搖籃砸了才能走出去!

恩,我又要放我最愛的那張圖了。土衛六上四百公里長的液態烴(甲烷、乙烷)河

(來源 NASA - Cassini Spots Mini Nile River on Saturn Moon)

6、討論。那啥,招人么


接到破乎通知說這個答案又又又一次被建議修改,原因是不友善……嗯,大概是因為我罵了一個惡意污衊的傢伙吧。

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文科生都表示算不過來這筆賬。

央視稱可燃冰就像能量塊:100升能讓汽車跑5萬公里

央視還舉了個例子:一輛使用天然氣為燃料的汽車,一次加100升天然氣能跑300公里的話,那麼加入相同體積的可燃冰,這輛車就能跑5萬公里!

央視作為權威媒體,這樣光明正大的無知造謠真的好么(我估計無知的可能大點)?

按照現在的報道上面給出的數據,1立方可燃冰可以獲得160方天然氣,100升天然氣汽車能跑300公里,然後推論說100升可燃冰就能讓汽車跑5萬公里——但是,央視明顯混淆或者說不懂一個概念,汽車使用的是高壓狀態下的【壓縮天然氣】

一般情況加氣站加氣壓力是25兆帕,但是給車加氣規範要求不能超過20兆帕,100升的氣罐(實際生活中大多是65升或80升),能加大約20方天然氣。

按照上面的數據,實際上20方天然氣可以行駛300公里。而一立方可燃冰才能獲得160立方天然氣,如果換成100升,也就相當於16方天然氣左右,能行駛的公里數大概是240公里(也許更高,但應該不會超過300公里),現在你告訴我100升同體積的可燃冰能讓汽車跑5萬公里???

我估計央視是按照天燃氣汽車100升跑300公里,這100升是按照常溫常壓的狀態來計算,在央視眼裡,1方天然氣=1000升就能跑3000公里,所以100升可燃冰=16方天然氣,那就能跑3000*16=48000公里,然後得出100升同體積可燃冰能跑5萬公里的可笑結論。

再從能量密度來說,根據報道,可燃冰能量密度是媒的10倍,的確很高,但試想一下100升媒能讓汽車跑5000公里?

從能量守恆上講,可燃冰的本質是天然氣+水的固態混合物,同樣體積的可燃冰,因為含水的緣故,含有的天然氣很可能還不如純的液化天然氣。另外可燃冰甲烷含量佔80%~99.9%,就按照最高的99.9%來算吧,也就是說可燃冰實際上就相當於純的甲烷而已, 我相信哪怕是100%的固態純甲烷,100升也不可能讓汽車跑5萬公里。


石油大學非石油專業學生。


我們學校的就業是不是會好一點了?

三桶油是不是又會大規模招聘了?

地學院勘察測井是不是可以用到了?

石油工程學院採氣是不是可以用到了?

機械自動化專業化院油氣儲運是不是都可以用到了?

我們的春天是不是又來了?

第一次知道可燃冰,是在初中大的時候,那時候生物老師和化學老師都講過,這東西不錯,到那時很難開採,如果這東西能為我們所用,那我們的能源危機會緩解很多。

但是,看到知乎高票回答對這個事件的看法大部分是悲觀態度。

然後,我又在微信搜了一下,都是一篇皆大歡喜,政府賀電,股票漲了,2030商業化……

知乎微信兩個態度。

不過,很快,各種打著辯證法的文章會佔領朋友圈。

不過我們習慣了反轉。

為什麼大家都是一片悲觀呢?

中國不開採去用,別國就不會開採了去用了?

你不用可燃冰,用煤用石油就不會溫室效應了?

真是杞人憂天。

每次中國有點成就,總會有部分人選擇性的忽略,潑你兩盆冷水。就像正在喝酒正酣,結果有個人突然掀了桌子,或者人家剛生了兒子,你上去就說,這孩子真丑,以後成不了大事。

你說這時候該不該揍你?打你吧,是個好日子不想破壞,不打你吧,我還生氣。

你不發展,怎麼逐漸突破技術上的壁壘而逐漸向生態友好發展?

作為石油大學學生,老師課上不止一次說到中國貧油的時候的日子,也說到過去國外和別人石油談判時候的窘迫,畢業的學長去非洲等過工作,時常遇到真刀真槍的干。

幾輩石油人的艱苦奮鬥才有了現在石油大國的一點點成果。可燃冰,同理。

很多人站著說話不腰疼,海溝和可燃冰有關係怎麼了,人類離著滅絕又進了一步怎麼了,人類愚蠢又怎麼了?是耽誤你開大排量汽車了還是耽誤你一個夏天都開著空調了?

現在很多大油田磕頭機抽出來的都是水你肯定不知道。

國家到處都在買能源這個你也不知道?

是不是我們現在不發展了,30年後再花費巨額資金買人家產品和技術的時候大家就高興了?

還是那時候,大家又說,卧槽,中國怎麼沒有這個眼光及早發展呢。

如果現在美國了這個技術,大家什麼反應?

技術先進過硬還是為人類做出了卓越貢獻?


心懷全人類的命運,因擔心不可預見的未來的風險而大聲鼓吹放棄不可避免的發展機會的三好學生都是賣國賊。


這項可燃冰的開採技術絕對世界領先,現實困難問題當然也有很多。

1 甲烷的溫室效應值是二氧化碳氣體的20倍。就目前可燃冰的體量的有機碳質量計算的話,相當於全球煤石油天然氣資源總量的兩倍。

2 在開採方面,用CO2置換開採法、減壓開採、固體開採和注熱開採等方法都難以進行環境問題的有效控制。

這些問題我一個小白學生都知道,國家能不知道?

我們國家從1996年開始關注到這種物質,1998年國土資源部成立,當年在國土資源調查時,國家就開始投入資金研究可燃性。02年被列入國家計劃,04年中德合作採樣,07年取得樣本,09年在祁連山取得樣本,13年再次取樣,15年實施天然氣水合物鑽探工程。

22年的今天,我們取得了一點小小的成就,這點成就就把很多人慣壞了,就坐不住了。

技術很先進,具體有多麼先進,我做不了專業解讀,但是我知道美國和日本發展了很多年也沒這麼厲害。並且還有很多公司和科研單位還在努力,比如吉林大學和我們石油大學。


除了認識到這是一把雙刃劍,更多的時候還要看到,這是歷史趨勢,逆之則死,順之則昌。


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