編者按：2019年6月5～6日，"未來(lái)能源大會(huì)（FEC2019）暨第十五屆中國(guó)能源戰(zhàn)略投資論壇"在北京中奧馬哥孛羅大酒店召開。本次未來(lái)能源大會(huì)匯集了國(guó)內(nèi)外、中科院、工程院院士專家，共同探討"傳統(tǒng)能源"向"未來(lái)能源"轉(zhuǎn)型融合的趨勢(shì)。會(huì)上，西南石油大學(xué)海洋天然氣水合物研究院院長(zhǎng)、教授 魏納發(fā)表了題為《世界天然氣水合物研究及開發(fā)進(jìn)展之我國(guó)已領(lǐng)跑全球》的主旨演講。

以下內(nèi)容為中國(guó)能源網(wǎng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)錄整理而成，未經(jīng)本人審核。

魏納：尊敬各位代表，大家下午好！我叫魏納，來(lái)自西南石油大學(xué)。今天我給大家分享的是《世界天然氣水合物研究及開發(fā)進(jìn)展之我國(guó)已領(lǐng)跑全球》。

今天想給大家分享的三個(gè)主題：

1、關(guān)于世界天然氣水合物高效開發(fā)的最新動(dòng)態(tài)；

2、中國(guó)在該領(lǐng)域所取得的突破性成果；

3、西南石油大學(xué)在該領(lǐng)域可以說取得的系統(tǒng)進(jìn)展。

首先，是世界主要國(guó)家的研究和市場(chǎng)的現(xiàn)狀。什么叫天然氣水合物呢？也叫可燃冰，它是甲烷氣體在低溫高壓情況下形成的化合物，僅我國(guó)南海就有85萬(wàn)億立方米的天然氣水合物，這個(gè)儲(chǔ)量相當(dāng)于我們已探明的陸地資源總量的兩倍之多。而且獨(dú)特的區(qū)位優(yōu)勢(shì)也決定了整個(gè)南海天然氣水合物的開發(fā)和我們國(guó)家南海的維權(quán)緊密相關(guān)。

而海洋當(dāng)中的天然氣水合物又分為兩種：

1、成巖性水合物；

2、非成巖性水合物。

大家通過這兩張圖片對(duì)比看一下，實(shí)際上非成巖性天然氣水合物是在海底下所形成的固態(tài)狀的化合物，而成巖天然氣水合物是位于永久凍土層當(dāng)中的天然氣水合物。這兩種天然氣水合物，從物理學(xué)的本質(zhì)上來(lái)說，有根本的不一樣。不一樣在哪些地方呢？首先在非成巖水合物，它沒有明顯的巖石骨架結(jié)構(gòu)，也就決定了我們?cè)陂_發(fā)的時(shí)候，如果再采用我們常規(guī)的油氣開采技術(shù)是根本行不通的。因此從世界主要國(guó)家的研究與市場(chǎng)現(xiàn)狀來(lái)看，主要有日本、韓國(guó)、挪威、美國(guó)、印度和中國(guó)這一些國(guó)家走在了世界的前列，也占了天然氣水合物高效開發(fā)的制高點(diǎn)。

首先我們看一下日本，日本是一個(gè)高度資源短缺的國(guó)家，同時(shí)它也高度的重視本國(guó)領(lǐng)海的天然氣水合物的高效開發(fā)。從2013年開始就首先實(shí)施了全球首個(gè)天然氣水合物的示范工程，連續(xù)3次海域試采都采用常規(guī)的降壓法，而常規(guī)的降壓法是一種典型的油氣開采方式。那么這種方式，始終沒有辦法突破井筒出沙、井筒出水等等技術(shù)瓶頸。

而在2018年，日本正在審議下一階段的開發(fā)計(jì)劃，也就同時(shí)考慮由民間資本繼續(xù)推進(jìn)未來(lái)商業(yè)化的進(jìn)程，同時(shí)安倍政府也宣稱下一屆東京奧運(yùn)會(huì)要用本國(guó)的天然氣水合物作為圣火的火源。

那么整個(gè)日本海域的天然氣水合物在調(diào)查和試采都居于世界的領(lǐng)先水平，而美國(guó)從1968年開始，就發(fā)現(xiàn)天然氣水合物，從1968年開始，持續(xù)不斷的在本國(guó)的海域以及阿拉斯加永久凍土層和加拿大的永久凍土層，聯(lián)合采用二氧化碳和降壓法試采。由于美國(guó)在國(guó)內(nèi)的頁(yè)巖氣革命的成功，導(dǎo)致了美國(guó)暫緩天然氣水合物的試采進(jìn)程。

而挪威這個(gè)國(guó)家，處于海洋陸坡的邊緣，由于地質(zhì)的活動(dòng)，導(dǎo)致天然氣水合物不斷的氣化、分解，從而引起海嘯和滑坡。因此，挪威在天然氣水合物的環(huán)境研究領(lǐng)域一直走在世界的前列，形成了水合物海底穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，以及環(huán)境氣侯、生態(tài)等方面的重要研究成果。

我們國(guó)家實(shí)際上是起步比較晚的國(guó)家，從1982年我們才開始啟動(dòng)天然氣水合物的跟蹤調(diào)查研究，至此，中國(guó)政府在大力投入下，開展了全國(guó)范圍之內(nèi)的天然氣水合物的普及調(diào)查。那么在我國(guó)的南海生活海域，首次鉆獲海洋的水合物的樣品。同時(shí)在2011年啟動(dòng)了海洋水合物的勘察與試采工程。

眾所周知，在2017年的5月，在南海的神狐海域采用降壓法成功實(shí)施天然氣水合物試采，取得持續(xù)產(chǎn)氣時(shí)間最長(zhǎng)、產(chǎn)氣總量最大、氣流穩(wěn)定、環(huán)境安全等多相重大突破性成果，創(chuàng)造了不產(chǎn)氣時(shí)間和產(chǎn)氣總量?jī)身?xiàng)世界紀(jì)錄。

2017年5月，也就是2017年的5月25號(hào)，由中國(guó)海洋總公司牽頭西南石油大學(xué)作為參研單位，也采用我們國(guó)家自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的固態(tài)流化，在同樣一個(gè)海，同樣一個(gè)儲(chǔ)存層位，成功的采用固態(tài)流化法進(jìn)行試采。那么在水合物安全綠色試采方面，進(jìn)行了創(chuàng)新性的探索，標(biāo)志著我國(guó)天然氣水合物勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)取得了歷史性的突破。

那么這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)圖，是由美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局把世界主要各國(guó)的天然氣水合物的試采計(jì)劃以及試采進(jìn)展做了一個(gè)梳理和分析，根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的結(jié)果，他認(rèn)為中國(guó)在全世界對(duì)天然氣水合物的高效開發(fā)以及試采領(lǐng)域，已經(jīng)全面超越其他世界各國(guó)。

而天然氣水合物不管是國(guó)內(nèi)也好，國(guó)外也好，主流的方法都是采用降壓法進(jìn)行短期的試采，而降壓法具有什么樣的技術(shù)特點(diǎn)和技術(shù)瓶頸以及技術(shù)難點(diǎn)問題呢？實(shí)際上降壓法就是改變儲(chǔ)存的壓力，使得天然氣水合物在儲(chǔ)存內(nèi)部進(jìn)行氣化分解，這種氣化分解導(dǎo)致的結(jié)果是什么呢？原有的固態(tài)儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)就會(huì)不斷的潰散、分解，使得我整個(gè)的水下裝備沒有了基礎(chǔ)，這樣就導(dǎo)致了整個(gè)長(zhǎng)期商業(yè)化的生產(chǎn)是無(wú)法進(jìn)行的。同時(shí)，少量的天然氣進(jìn)入到我們平臺(tái)上進(jìn)行了獲氣，而大量的天然氣分解之后是進(jìn)入到海洋環(huán)境當(dāng)中，這樣就造成了我們的環(huán)境溫室效應(yīng)。大家都知道天然氣所帶來(lái)的溫室效應(yīng)是二氧化碳的24-26倍，所以天然氣，也就是水合物進(jìn)入到海洋環(huán)境當(dāng)中所帶來(lái)的環(huán)境災(zāi)難是十分可怕的。

同時(shí)，美國(guó)國(guó)家地理雜志也專門做了一期關(guān)于天然氣水合物的這么一期節(jié)目，通過實(shí)驗(yàn)它也證明實(shí)際上百慕大事件就是由于墨西哥灣的天然氣水合物所造成的分解所帶來(lái)的船只的災(zāi)難，飛機(jī)的失事，以及環(huán)境生態(tài)的災(zāi)難等等。

基于此行業(yè)背景、開發(fā)現(xiàn)狀，以及世界研究的進(jìn)展，中國(guó)科協(xié)副主席，西南石油大學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任周院士在2012年首次提出了固態(tài)流化法這一個(gè)革命性的、變革性的技術(shù)。同時(shí)我們也得到了中國(guó)工程院18位院士的集體署名，建議將該項(xiàng)計(jì)劃納入國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，并且成立國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室予以研究。

整個(gè)固態(tài)流化開采的工藝原理，簡(jiǎn)單來(lái)說，實(shí)際上就是在不改變水合物的溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)的條件下，采用大型的破巖機(jī)構(gòu)在海下進(jìn)行機(jī)械破碎，破碎出來(lái)的天然氣水合物礦體進(jìn)入封閉的管道進(jìn)行舉升，舉升過程當(dāng)中天然氣由于溫度升高增高，壓力降低，就會(huì)逐漸的氣化，最終實(shí)現(xiàn)順其自然，從不可控變成人為可控，實(shí)現(xiàn)了安全綠色開采的目的。

但是綠色開采的技術(shù)原理是否可行？開采工藝流程是否能夠?qū)崿F(xiàn)？固態(tài)流化開采試采工程參數(shù)如何去確立？都需要我們建立大型物理模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，予以回答。因此西南石油大學(xué)歷時(shí)五年的時(shí)間聯(lián)合中國(guó)海洋石油總公司創(chuàng)新性的建立了世界首個(gè)固態(tài)流化開采大型物理模型實(shí)驗(yàn)室。

首先我們是形成了世界上天然氣水合物最大樣品制備，以及最短時(shí)間樣品制備，并且突破了原位破碎瓶頸，形成了快速制備的這么一個(gè)研究平臺(tái)。

第二個(gè)是解決了從腹地內(nèi)部到管輸管壓的運(yùn)營(yíng)和平臺(tái)。

第三個(gè)就是發(fā)明了多次循環(huán)，多次降壓，多次升溫，最終實(shí)現(xiàn)了1500米水深，也就是南海1500米水深，4500米管藏的固態(tài)流化開展，全工程模型的模擬。

最后，我們就建成了全球首個(gè)固態(tài)流化開展大型物理模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，依托整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的建立，我們申報(bào)了近百件發(fā)明專利，同時(shí)建設(shè)了世界首個(gè)海洋天然氣水合物實(shí)驗(yàn)室。

第四是固態(tài)流化開源模擬實(shí)驗(yàn)及制度試采技術(shù)方案，我們還需要一次試采，簡(jiǎn)單說來(lái)，我們就是基于南海的目標(biāo)靶區(qū)，采用礦體的孔隙度、水合物飽和度等等，在整個(gè)室內(nèi)完成了首輪試采工程的大型物理模擬實(shí)驗(yàn)，為整個(gè)試采工程奠定了試采的參數(shù)以及試采的方案，試采的原則等等。

最后我們?cè)?017年5月25號(hào)，在南海神狐海域荔灣3站水深1310米、礦體密深117-196米處，全球首次實(shí)施海洋淺層非成巖天然氣水合物固態(tài)流化試采，5月25日成功點(diǎn)火。大家也可以看一下，整個(gè)試采工程除了黨旗、國(guó)旗，以及中國(guó)海洋石油總公司，以及中國(guó)海洋石油總公司油田服務(wù)公司的旗幟外，唯一一家參與的外部單位就是西南石油大學(xué)，可以說西南石油大學(xué)為整個(gè)試采工程做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。

2017年12月，《Science》在年度科技服務(wù)一文當(dāng)中，以西南石油大學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的最新成果報(bào)道了西南石油大學(xué)在水合物高效開發(fā)領(lǐng)域以及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)領(lǐng)域所做出的突破性成果。

2018年的3月，該項(xiàng)技術(shù)及實(shí)驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)獲得了中國(guó)石油和化工自動(dòng)化協(xié)會(huì)十年以來(lái)唯一的一個(gè)技術(shù)發(fā)明特等獎(jiǎng)。

2018年10月，由我們所撰寫的大型物理模擬實(shí)驗(yàn)一文得到了中央電視臺(tái)13臺(tái)新聞直播間優(yōu)先發(fā)表在學(xué)術(shù)話語(yǔ)權(quán)的報(bào)道，同年11月，我們成功的召開了第十二屆世界水合物研發(fā)工程大會(huì)，暨中國(guó)工程院284次科技論壇，來(lái)自國(guó)外69位專家和19位校長(zhǎng)，22名院士和中國(guó)工程院院長(zhǎng)，李曉紅（音）院士親臨大會(huì)。2018年的12月，中央電視臺(tái)一臺(tái)《朝聞天下》 就以我國(guó)處于世界領(lǐng)先為題，報(bào)道了西南石油大學(xué)固態(tài)流化開采技術(shù)的國(guó)際領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，以及首次在中國(guó)召開的第十二屆世界天然氣水合物大會(huì)。 由我們學(xué)校所撰寫的，《關(guān)于擴(kuò)大可燃冰綠色開采技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)多元化保障國(guó)家能源安全的建議》，被中共中央辦公廳采用，同時(shí)供國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人決策參與。

2019年5月13日，教育部科技委召開全體委員大會(huì)，謝和平院士代表地學(xué)部作了我國(guó)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的固態(tài)流化開采新技術(shù)，取得歷史性突破的特約報(bào)告。

同時(shí)由中國(guó)工程院智能支持系統(tǒng)ISS系統(tǒng)檢索發(fā)現(xiàn)，西南石油大學(xué)在全國(guó)20幾家天然氣水合物研究的科研機(jī)構(gòu)和研究單位里邊，專利申報(bào)數(shù)穩(wěn)居所有單位第一。

最后，我想說盡管國(guó)土資源部的試采也好，中國(guó)海洋石油總公司，西南石油大學(xué)的固態(tài)流化試采也罷，兩輪試采的成功都并不代表著未來(lái)商業(yè)化應(yīng)用的成功。未來(lái)的商業(yè)化開采路怎么走，未來(lái)可燃冰能否開辟能源新時(shí)代？可燃冰之難如何各個(gè)擊破，可燃冰之術(shù)如何步步攻破？可燃冰之路如何越走越暢？我們還需要努力。

最后感謝各位對(duì)西南石油大學(xué)在天然氣水合物領(lǐng)域所做出的關(guān)心，謝謝各位！