天峻“可燃冰”是怎么發(fā)現(xiàn)的——本報記者采訪有關(guān)專家獨家揭秘
9月25日上午，國土資源部舉行新聞發(fā)布會，正式向社會公布，我國科學(xué)家在青藏高原凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)并成功鉆探獲取了“可燃冰”?！翱扇急本烤篂楹挝铮靠蒲腥藛T是如何發(fā)現(xiàn)和采集到的？“可燃冰”的發(fā)現(xiàn)對人類有哪些用處？為了揭開這些謎團，本報記者當(dāng)日下午專門采訪了相關(guān)人士。
巖心冒出怪氣體
2004年，青海煤炭地質(zhì)105隊在天峻縣木里鎮(zhèn)煤田聚乎更礦區(qū)一井田勘探煤礦時，發(fā)現(xiàn)鉆孔經(jīng)常有強烈的涌氣現(xiàn)象。由于神秘氣體臭味刺鼻，給勘探帶來不少困難。
隨著勘探工作不斷推進，勘探人員發(fā)現(xiàn)許多鉆孔都存在涌氣現(xiàn)象。神秘氣體究竟為何物？長期從事煤礦勘探工作的隊員們不明就里。正在他們一籌莫展時，中國地科院的一位專家來訪，他們便將這一怪現(xiàn)象告訴了這位專家。專家得知情況后，初步分析，他們發(fā)現(xiàn)的可能是珍稀能源“可燃冰”，并將這一發(fā)現(xiàn)及時上報單位。為了進一步調(diào)查怪氣體，幾天后，中國地科院勘探技術(shù)研究所派出一位專家再次來青海實地調(diào)查，經(jīng)多方驗證，認(rèn)為怪氣體為珍稀能源“可燃冰”的可能性很大。
下鉆數(shù)百米取巖心
2008年10月，經(jīng)上報國家相關(guān)部門批準(zhǔn)后，一項名為“祁連山凍土區(qū)天然氣水合物DK-1科學(xué)鉆探試驗孔”的項目正式啟動，一場前所未有的“可燃冰”探尋工作在天峻縣拉開序幕。
當(dāng)年10月18日，在中國地質(zhì)調(diào)查局的統(tǒng)一組織下，中國地科院礦產(chǎn)資源研究所、勘探技術(shù)研究所和青海煤炭地質(zhì)105隊的相關(guān)人員齊聚天峻縣，在荒無人煙的凍土區(qū)開始鉆探。二十多天后，科研人員先后在133.5米至135.5米、142.9米至147.7米、165.3米至165.5米三個巖心段分別發(fā)現(xiàn)厚約2米、4.8米、0.2米的“可燃冰”巖心段，并再次送往相關(guān)部門驗證分析。樣品具有天然氣水合物所具有的獨特標(biāo)志，巖心表面見白色棉絮狀晶體，能直接點燃，巖心不斷冒出氣泡和水珠，伴生晶型完好的自生碳酸鹽和黃鐵礦，天然氣水合物分解后巖心呈蜂窩狀構(gòu)造，這一成果得到了國內(nèi)外專家的學(xué)術(shù)認(rèn)定。
今年1月10日，中國地質(zhì)調(diào)查局組織18位中國科學(xué)院院士、中國工程院院士對調(diào)查階段成果報告進行評審鑒定，確認(rèn)在天峻縣木里鎮(zhèn)鉆獲的樣品為“可燃冰”。在此基礎(chǔ)上，中國地質(zhì)調(diào)查局又部署天然氣水合物科學(xué)鉆探實驗井，并于今年6月份再次鉆獲樣品。經(jīng)實驗室用當(dāng)前世界上最先進的激光拉曼光譜儀檢測，顯示所獲樣品的光譜曲線為標(biāo)準(zhǔn)的天然氣水合物特征光譜曲線，其特征與墨西哥灣實物樣品完全一致。
“可燃冰”為非常規(guī)能源
“可燃冰”究竟為何物？記者經(jīng)了解后得知，“可燃冰”是由水和天然氣在高壓、低溫條件下混合而成的一種固態(tài)物質(zhì)，外貌極像冰雪或固體酒精，遇火即可燃燒，具有使用方便、燃燒值高、清潔無污染等特點，是公認(rèn)的地球上尚未開發(fā)的最大新型能源，被譽為21世紀(jì)最有希望的戰(zhàn)略資源。
相關(guān)專家表示，“可燃冰”顧名思義點火能燃燒，是一種非常規(guī)能源。它是天然氣分子充填在水的晶體籠架中形成的冰狀固體物，又叫天然氣水合物或固體氣。由于“可燃冰”中以甲烷(大于90%)為主，故也稱甲烷水合物。充填甲烷的“可燃冰”1立方米可產(chǎn)氣164立方米和水0.8立方米，能量密度是煤和黑色頁巖的10倍左右，是一種能量密度高的能源。要形成“可燃冰”，必須同時具備低溫、高壓和充足的氣源三個條件。由于形成條件的制約，“可燃冰”通常僅分布在海洋大陸架外的陸坡、深海和深湖以及永久冰土帶。大約27%的陸地和90%的大洋水域是“可燃冰”的潛在區(qū)，其中大洋水域的30%可能是其氣藏的發(fā)育區(qū)。而在青藏高原凍土區(qū)發(fā)現(xiàn)的“可燃冰”氣藏與常規(guī)氣藏賦存形式相同，都在成巖的層狀地層中。這種氣藏與海洋“可燃冰”氣藏相比，氣層厚度相對較大，并且均發(fā)現(xiàn)在含油氣盆地中，氣藏是下生上儲型，氣源是來自下伏地層中的常規(guī)氣藏的熱解氣。
我國十年“尋冰”夢
我國是世界上第三大凍土大國，凍土面積達215萬平方公里，具備良好的天然氣水合物賦存條件和資源前量。為了尋找和開發(fā)這一能源，我國已開展了8年的科研工作。
據(jù)相關(guān)專家介紹，隨著各種資源的減少，天然氣水合物已成為“后石油時代”的重要替代能源。為了充分開發(fā)利用這一能源，我國于1999年開始，由中國地質(zhì)調(diào)查局統(tǒng)一組織實施新一輪國土資源大調(diào)查，先后設(shè)立4個地質(zhì)調(diào)查項目，對我國凍土區(qū)開展探索性調(diào)查和預(yù)研究，調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，我國凍土區(qū)具備較好的天然氣水合物成礦條件和找礦前景，其中羌塘盆地、祁連山、漠河盆地和風(fēng)火山-烏麗地區(qū)為找礦戰(zhàn)略選區(qū)。
2002年，國家專項“海域天然氣水合物調(diào)查”啟動，同時部署陸域永久凍土區(qū)天然氣水合物調(diào)查研究。
2004年，中國地質(zhì)調(diào)查局組織開展遠景調(diào)查和鉆探技術(shù)研究，初步圈定我國東北和青藏高原地區(qū)永久凍土層分布范圍與厚度，分析天然氣水合物形成條件和保存條件，編制出我國第一份天然氣水合物穩(wěn)定帶分布圖和找礦遠景區(qū)分布圖等綜合性地質(zhì)圖件，篩選和試驗勘查方法，優(yōu)化鉆探取樣設(shè)備。
9月25日，國土資源部相關(guān)負責(zé)人談到此次成果時自豪地說，自我國啟動天然氣水合物的研究和勘探工作以來，整整持續(xù)了十個年頭，其中的艱辛不必說，十年后我們收獲了成功。這個重大成果無疑是中國地質(zhì)科學(xué)家們?yōu)楣埠蛧?0華誕獻上的一份厚禮。
十年后有望用上“可燃冰”
中國地質(zhì)調(diào)查局總工程師張洪濤表示，青藏高原凍土區(qū)“可燃冰”的發(fā)現(xiàn)，必將極大地開拓人類尋找新資源的視野，為經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展提供新型能源。
據(jù)了解，在科技部的支持下，有關(guān)海域天然氣水合物的863項目、973項目已經(jīng)啟動，相關(guān)調(diào)查及開發(fā)技術(shù)研究也已納入國土資源部“十二五”規(guī)劃，與加拿大、德國等的國際合作正在推進。中國有條件、有能力徹底搞清陸域天然氣水合物的賦存條件、形成機理和分布特征，海域、陸域齊頭并進，加快天然氣水合物勘查、評價、開發(fā)和環(huán)境效應(yīng)研究。相關(guān)專家表示，與海域“可燃冰”開采工作相比，陸域“可燃冰”的開采前景更為樂觀。由于海域“可燃冰”在海底釋放時會產(chǎn)生龐大壓力，極易破壞海底生態(tài)環(huán)境。張洪濤曾預(yù)計，中國需要30年的時間才能投入海底“可燃冰”的商業(yè)開采。但對陸域“可燃冰”，他認(rèn)為只要中國加緊勘探、研究，可能只需10至15年即可進入商業(yè)性試采階段。
張洪濤指出，陸域“可燃冰”分布于青藏高原地區(qū)，這個地區(qū)是世界上對環(huán)境變化非常敏感的地帶，環(huán)境相對脆弱，大規(guī)模的開采必須考慮環(huán)境保護的成本。由于青藏高原地區(qū)的“可燃冰”分布于煤礦礦區(qū)，與煤層混合在一起，將來開采時，要綜合利用不同層位資源，做到不浪費資源、不破壞環(huán)境。目前相關(guān)部門已開始著手研究這一課題。(作者：龍騰飛)
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