2016年01月13日 星期三

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地学文献中心编写完成第七期“天然气水合物资源勘查与试采”专刊

来源:地调局地学文献中心 作者:邵明娟 张炜 发布时间:2016-09-21

“天然气水合物资源勘查与试采”专刊报道了美国能源部对由能源部长咨询委员会专家组对美国能源部甲烷水合物研究项目进行审查所提供建议进行的分析和评估。重点关注了由日本甲烷水合物资源开发研究联盟承担的日本甲烷水合物开发计划的第一阶段成果和问题以及第二阶段计划实施内容。使读者可以更为全面深入地了解美国能源部对其甲烷水合物研究项目的近期部署和未来计划,也便于读者结合之前的“天然气水合物勘查与试采专刊”中关于第三阶段实施方案及相关研发进展的报道更系统地了解日本甲烷水合物开发计划,另一方面便于读者更深入地思考专刊即将报道的第二阶段评价结果。另外,通过前期的走访调研,应局属单位科研技术人员需求,介绍了11部新近出版的天然气(甲烷)水合物相关领域外文图书。 

1. 美国能源部(DOE)对能源部长咨询委员会(SEAB)专家组的甲烷水合物研究项目评估报告的回应

2015年6月17日,美国能源部长Ernest Moniz要求能源部长咨询委员会成立专家组来审查美国能源部的甲烷水合物研究项目。2016年1月,专家组将报告提交给能源部长咨询委员会。报告共包括6项总结性建议。

美国能源部针对这些建议进行分析和评估,赞同了专家组提出的6个建议,并提出计划采取的措施。

美国能源部将与国际合作者和跨机构同僚分享能源部长咨询委员会对甲烷水合物研究项目的相关建议。特别是,美国能源部将突出科学和现场工作对于资源表征以及认识气候循环中水合物行为的必要性。美国能源部也将寻求更好地开展天然气水合物研究,以及如何将其与应对气候变化的使命建立相互关系:

(1)按照能源部长咨询委员会所确定的,“相比于其他化石燃料,通过水合物储层的商业化开采的甲烷释放对大气中化石碳的潜在贡献相对较小。如果实现了甲烷水合物的商业化开采,则天然气可能会代替未来的煤炭使用,提供积极的气候效益”。

(2)美国的领导地位可有助于确保天然气水合物被负责任地开发,强调要防止任何生产活动中甲烷的泄漏。

(3)按照能源部长咨询委员会的结论,几十年内不可能实现对甲烷水合物的商业化开采。在实现商业化开采之前,将在天然气发电厂实现商业化碳捕获和封存(CCS)技术的背景下勘查天然气水合物。

为强调该背景,美国能源部将探索建立一个统一的先进天然气技术项目,该项目包括天然气水合物的研究工作、天然气的碳捕获和封存、应对甲烷排放的努力以及其他与天然气相关的潜在低碳发展。

2. 日本甲烷水合物开发计划第一阶段取得的成果和发现的问题以及第二阶段计划实施内容

日本甲烷水合物开发计划目前已经进入第三阶段,本专刊对第一阶段取得的成果和发现的问题以及第二阶段计划实施内容进行介绍。

为了完成第一阶段,日本经济产业省于2001年7月制定了“日本甲烷水合物开发计划”,多个机构联合成立了甲烷水合物资源开发研究联盟(以下简称MH21联盟)。并将该计划分为5个领域(勘探、模拟、现场试采、开发、环境)开展相关研发工作。第一阶段的研究成果归纳如下:

(1)勘探领域

将南海海槽东部海域作为研究海域,实施了详细的地震调查以及勘探测试井钻探调查。建立了通过地震勘查选取甲烷水合物富集带的方法,并通过概率法计算了南海海槽东部海域甲烷水合物层中的甲烷气体原地资源量。

(2)模拟领域

开发了专门用于甲烷水合物生产模拟的模拟器(MH21-HYDRES)及针对含甲烷水合物沉积物的物性和分解行为的试验技术,评价了南海海槽东部海域的储层特征。

基于生产模拟器,探讨了最适合南海海槽东部的生产方法。

(3)现场试采

为了证实现场生产技术,在加拿大北极圈的多年冻土带中赋存的砂层内开展了两次甲烷水合物试采。

(4)开发领域

基于东海冲至熊野滩的勘探测试井钻探以及陆上试采的结果,探讨了以近海试采为目的的井钻探计划的概念。针对南海海槽东部海域选定的甲烷水合物资源区域,进行了利用生产模拟器和经济性评价计算程序的经济性探讨。

(5)环境领域

进行了甲烷水合物开发的环境影响预测所必需的基础信息的整理收集以及关键技术的研究。

2005财年和2008财年,基于日本经济产业省制定的技术评价指南,开展了外部专家的项目评价。到2008财年第一阶段结束时,提出的建议是,推进第二阶段的实施是适当的。

通过第一阶段的研究,在获取成果的同时,也发现了实现未来商业化生产所要解决的部分技术问题:①南海海槽东部以外的海域的甲烷水合物分布的评价;②更长期陆上试采的实施;③近海试采的实施;④针对先进生产方法以及开发体系优化的探讨;⑤环境影响的认识以及评价方法的建立。

为了实施第二阶段,日本石油、天然气和金属矿产资源机构,以及日本产业技术综合研究所在项目负责人——东京大学增田昌敬教授的领导下成立了新的MH21联盟,以开展相关研究工作。

在MH21联盟框架下,除了负责决策的协调理事会外,成立了4个组来推进研发,即推进组、现场开发技术组、生产方法开发组以及资源量评价组。另外,由于与环境影响有关的研究的重要性,MH21联盟在第二阶段安排推进组负责该领域。此外,建立一个针对外部专家建议进行响应的体系,以推进研发工作的实施。

MH21联盟的计划、运营和公共宣传等也由推进组承担。另外,推进组负责与环境影响有关的研究以及对经济性评价的指导。此外,为了鼓励技术人员间的意见交换,MH21联盟内会举办业务联络会。