天然气水合物的勘探开发历史及现状

本文摘要：（由ai生成）

天然气水合物勘探开发为多国重视。前苏联、美国、日本、加拿大等国均取得显著进展。中国作为冻土大国，自90年代末开始研究，在南海、祁连山等地发现水合物，并于2017年成功试采。各国不断探索水合物开发技术，旨在实现商业化开采，为能源安全做出贡献。

天然气水合物资源的勘探开发是一项高难度、高技术、高风险的综合性工程，涉及海洋、地质、石油等众多专业技术领域。自上个世纪60年代开始，天然气水合物逐步走入全球视野，世界各国都相继对天然气水合物做了大量的调查研究、实地考察及试验性开采。尤其是20世纪70年代开展的深海钻探计划（Deep Sea DrillingProject, DSDP）和大洋钻探计划（OceanDrilling Program, ODP），各国掀起了一股天然气水合物调查研究的热潮。  

1967年，前苏联在西伯利亚东北部边界的北极圈内发现了第一个天然气水合物气藏（麦索亚哈气田），并采用降压法和注化学试剂法成功实现了商业性开采。自上世纪末以来，俄罗斯先后在黑海、里海、白令海、鄂霍茨克海、千岛海沟和太平洋西南部等海域进行海底天然气水合物研究^[27][A1] 。  

1969年，美国开始实施天然气水合物调查，1971年把天然气水合物作为国家重要发展战略能源列入国家级长远计划。2002年7月及之后两个月，ODP第204航次中美国在俄勒冈岸外钻获水合物。2007年，美国地质调查局、美国能源部及英国石油阿拉斯加勘探公司在阿拉斯加北坡完成了Mount Elbert井的钻井工作，并通过钻井取心与测井的方式获得了大量冻土区成岩天然气水合物的原位信息。2012年在陆上阿拉斯加北坡冻土区成功完成了二氧化碳置换甲烷水合物生产试验，采气30天获甲烷气体近3万立方米[28, 29]。  

日本在天然气水合物的勘探开发和实验研究中达到了较先进的水平。1994年，日本明确了在日本周边海域开展天然气水合物勘探开发的目标，并于1995年制订了“甲烷水合物研究及开发推进初步计划”[30]。2002年与加拿大合作在 Mallik 成功进行了水合物的试验性开发。2013年在爱知县附近深海，通过降压法成功采出高达12万立方米甲烷气体。2017年4月日本进行了第二次水合物试验性开采，但因出砂问题提前终止试验[31]。  

由于Mallik水合物藏为全球天然气水合物研究开发的基地，使加拿大对天然气水合物的研究处于世界前列。加拿大于1972年在Mallik发现了天然气水合物，在1998年与日本、美国合作，在该地区完成了世界上首个陆上冻土区水合物钻探工程。2002年与美国、日本、印度、德国合作采用加热法进行了水合物试采；2008年与日本合作采用降压法试采139小时累计产气约1.3万立方米[32-34]。  

我国是世界第三大冻土国，冻土面积占国土总面积的22.4%，占世界多年冻土面积的10%[35]。但是我国对于天然气水合物的实验研究直到上世纪90年代末期才开始，根据极地冻土区和海底陆坡天然气水合物赋存的地质条件，我国东海、南海、黄海等海域及青藏高原冻土区具备形成水合物的地质条件，并有可能形成天然气水合物矿藏[28, 36]。  

从上世纪90年代开始，中国科学院兰州冰川冻土研究所等单位的有关人员，较早的基于原有地质和冻土资料对青藏高原天然气水合物的形成条件进行了初步研究和预测，并建议有关部门对青藏高原冻土区开展相应的调查研究[37]。2002年以来，中国地质调查局先后设立多个天然气水合物调查研究的科研项目。在完成这些科研项目的过程中，中国地质科学院矿产资源研究所等单位对中国冻土区特别是青藏高原冻土区开展了地质、地球物理、地球化学和遥感等方面的探索性调查和评价工作，初步圈定了天然气水合物成矿条件和找矿前景较好的地区。2007到2008年，我国在南海神狐海域成功钻取天然气水合物样品，成为了继美国、日本、印度之后第四个在海洋沉积区域采集到天然气水合物实物样品的国家。2008年11月5日在祁连山冻土区成功钻获天然气水合物实物样品，这是我国冻土区首次钻获并检测出天然气水合物实物样品，也是世界上第一次在中纬度高原冻土区发现天然气水合物，具有重要的科学、经济和环境意义[38]。2009年，中国地质调查局、地质科学院联合在青藏高原冻土带进行天然气水合物的评价研究，成功钻取了天然气水合物。2017年7月9日，我国南海神狐海域天然气水合物试采结束并成功关井，连续试开采60天，累计产气超过30万立方米，这是我国首次成功试采海域天然气水合物，同时也标志着我国成为世界上第二个成功试采海域天然气水合物的国家。同时我国也制定了2030年对天然气水合物进行商业开采的目标[39]。