2009年9月底,中國地質調查局首次對外宣布:地質工作者已成功地在青海省祁連山一帶鉆獲可燃冰樣品,中國由此成為世界首個在中低緯度凍土區發現這種新型能源的國家。
這本是一則極有可能載入史冊的訊息。只不過,媒體和公眾的注意力彼時大多集中在即將啟動的國慶慶典活動上,再加上真正了解可燃冰的人寥寥無幾,短短數行的新聞報道沒能引起更多的關注。
或許,要待若干年以后,人們方能深刻體會到這一發現的非凡意義。
一次偶然發現
很多時候,歷史是在偶然間被創造的。
2004年的4月,天氣漸暖,青海煤炭地質105隊的鉆探隊員們,又一次集結出發。從西寧出發,過天峻縣,最終是鉆探目的地——木里。
木里,藏語意為“有煤的地方”。鉆探隊此行的目的正與這個名字相關——探明當地煤的儲藏情況。
這是鉆探隊第二次進駐木里,頭一回還是在1965年。當年,105隊從吉林省通化市移師青海,全體隊員告別了家鄉,來到這片地勢高聳、群山連綿、高寒缺氧、氣候惡劣,人跡罕至的地方,在這里工作,奮戰過很長時間。所以,二進木里的任務對于105隊而言可謂輕車熟路。
很快,鉆機的轟鳴聲便響徹云霄,日夜不停。只是誰也沒想到,一個偶然發現正悄悄靠近。
這是8月的一天,時值盛夏,但木里地區已然雪花紛飛。
鉆探工地上一片喧鬧。因為空氣稀薄,拖拉機的吼聲聽起來就像人們在高原粗粗的喘氣聲,遲緩而滯重。寬大的履帶不停翻滾,卷起一層層黝黑的泥浪。黏稠的泥點四處飛濺,如雨點般砸在勘探隊員的身上。
衣鳳龍正如往常一樣,坐著爬犁向33號鉆孔靠近。他是青海煤炭地質105勘探隊的鉆探隊員,十幾年來他的主要工作區域就在青海的凍土地帶。這個膚色黝黑的漢子曾自豪地宣稱“熟悉高原的凍土就像是熟悉自己的身體”,其實,凍土之下蘊藏著眾多不為人知的秘密,衣鳳龍當時并不知道。
上午10點多鐘,衣鳳龍所在的33號鉆孔內突然出現了一股巨大的氣流。這股氣流順著鉆孔直往上躥,使得整臺鉆機都無法正常工作,“當時有點不知所措,不知是咋了。”
氣流很大,緊接著鉆孔內的泥漿出現了噴涌現象,噴涌高度剎那間達到了七八米。驚心動魄的幾分鐘后,氣流終于噴涌而出。
衣鳳龍隨手用打火機在鉆孔前點了一下,“沒想到井口‘噗’地一聲躥出了藍色的火苗。”映著高原湛藍的天空,火苗是純純的藍色,不停跳動。
有著多年工作經驗的衣鳳龍記錄下了當時鉆桿所在的位置:“井深56米”,并及時報告了隊領導。
“那時候,還不知道這些氣體是什么。”接到報告的鉆探隊隊長文懷軍今天再回想起當時,仿佛又看到了5年前的藍色火苗在跳動。
這次發現的三個多月后,33號鉆孔再次出現類似情況。當鉆孔深至65.19米處,孔內再次涌出了不明氣體,與之前相同,點火即燃。而這一次,由于氣體涌出量很大,影響到鉆探施工,致使該孔因未見到可采煤層便報廢了。
“雖然當時的任務是探煤,但是作為地質工作者,絕不能放過每一個細節。”文懷軍和他的隊友們以高度的責任感和專業素質記錄下兩次發現的詳盡情形,并在第二次發現中采集了樣本。
由于是在井口采集的,氣體中已經混入了空氣。但經過分析檢測,不明氣體的成分依然被查明。在105隊的勘查檔案上,隊員們寫下一串數字:氣體成分經化驗,內含CH4:75.70%;N2:20.76%;CO2:1.15%;C2H6:0.11%。CH4,即甲烷,是其中最主要的成分。
“當時已經時值11月,到了該下來的時間。”文懷軍說,留下記錄后不久,野外隊員們撤回了西寧休整,檢測結果封進了檔案。但是,那個無心插柳的偶然發現,卻不時縈繞在大家的腦海中,那種可以燃燒的氣體究竟來自何處?
“極有可能就是可燃冰!”
2005年,105隊的隊員們三進木里。
這一次,除了以往的探煤任務,他們還承擔了一個新勘探工藝的科研項目。為了完成項目,105隊通過上網搜尋,找到了中國地質科學院勘探技術研究所的張永勤博士。
在受聘成為105隊新項目的技術顧問以后,張永勤踏上了木里的土地。張永勤其實沒想太多:“只是過去跟他們就新工藝和設備進行探討,他們一線經驗豐富,我們雙方可以理論結合實際。”勘探隊員們也沒多想:“請到了這么有名的專家,要把工作搞上去,有什么就多交流,多溝通。”但這一溝通、一交流,機遇便出現了。
“張博士,我們去年曾經有一個孔,發現了不明的氣體,點火就著。”一次工作之余的閑談中,地質技術人員李永紅、賈志耀、曹官青等人無意間說起了去年的發現。
張永勤聞言頓時瞪大了雙眼,心里“撲通撲通”跳得厲害,隱約間,他覺得事情并不簡單,心里一直緊繃的弦在顫抖,難道是……
“有沒有詳盡記錄?數據?”張永勤問得有些迫不及待,神色激動萬分。
“有!去年做了測試分析。”技術人員們此時也覺得似乎有大事將要發生,“在木里,我們不止一次發現類似情況。”
當2004年的不明氣體檢測數據擺在面前的時候,張永勤意識到了,“可燃冰!極有可能就是可燃冰!”
巧的是,張永勤此前已經為這種“1立方米相當于164立方米天然氣”的神奇物質在廣袤的羌塘草原深處奔波了兩個多月。
可燃冰,學名天然氣水合物,是一種20世紀科學考察中發現的新的礦產資源。它是水和天然氣在高壓和低溫條件下混合產生的一種固態物質,外貌與冰雪或者固體酒精類似,點火即燃,具有使用方便、燃燒值高、清潔無污染等特點,是公認的地球上尚未開發的新型能源,被譽為21世紀最有希望的戰略資源。
研究表明,每立方米可燃冰在適合的條件下平均能產生164立方米的甲烷氣體,以甲烷為主的天然氣每千克所產生的能量是7至9焦耳,而同質量的煤所產生的能量僅為2.9焦耳、汽油為4.7焦耳。而且,可燃冰分布廣泛,資源量巨大,是煤炭、石油、天然氣全球資源總量的兩倍,在煤炭、石油、天然氣等資源日益枯竭的時候,一些發達國家未雨綢繆,爭相進入可燃冰的研究與開發領域。
我國最早近距離接觸可燃冰的科學家是地質學家姚伯初。1982年,他受美國一個科研項目的邀請前往考察時,了解到了可燃冰,回國后,于1985年發表了中國第一篇與可燃冰相關的論文。
1998年,國土資源部發出了國土資源大調查的號召。借著這股“東風”,地質學家張光學執筆寫下了中國第一份可燃冰項目建議書,很快得到批復。
1999年,我國的天然氣水合物研究項目正式啟動。但相比于起步較早的美國等國家,中國落后了將近30年。
2002年,國土資源部在啟動海域天然氣水合物調查時,同步部署陸域永久凍土區天然氣水合物的相關調查研究工作,采取“海”、“陸”并進的方式,奮力追趕發達國家的研究勘探水平。
2004年,中國地質調查局設立了“陸域永久凍土帶天然氣水合物資源遠景調查”地質調查項目,而張永勤博士正是項目主要參與者之一。
偶然發現可燃氣體、偶然聘請到張永勤博士、偶然談及偶然發現,這一連串的巧合,即將揭開的,是我國新能源勘探一個非凡成果的序幕。
曙光乍現
“當時看了檢測報告,他們發現的不明氣體與可燃冰揮發后的成分,極為類似。”張永勤說,“而且木里地區的氣候、海拔等特點,也與可燃冰存在地區理論上是相符合的。”
但木里最初并不在“找冰人”的視野內。
按照可燃冰的形成機制和存在特點等條件,地質工作者最初確定了西藏的羌塘和東北的漠河兩個可能存在可燃冰的地區,在這些高緯、高寒之所,開始了艱難的尋找過程。而作為中低緯度凍土區,木里一開始并沒有被列為重點考察的區域。在極寒、極冷的羌塘草原深處,張永勤和同事們戰冰斗雪兩個多月,卻沒有突破性進展。
“我們之前的陸域可燃冰勘探,由于都是根據理論確定初步勘測方位,類似于摸著石頭過河,”張永勤說。“因為全國都沒有任何疑似可燃冰發現的相關記錄,而且全世界也沒有在中低緯度凍土區發現可燃冰的記錄。我以為,一切數據,都是空白。”
但木里之行讓張永勤推翻了先前的想法。105隊拿出了詳盡的勘探資料,張永勤第一次在真實數據上找到了依據。再加上與105隊的勘探人員進一步溝通,張永勤注意到,木里地區發現不明氣體的情況并不少見。
“有了這些數據,我們就能做到有的放矢。而對于木里地區的現象,我當時還是很有把握的。”帶著意外之喜,張永勤離開了木里。
仿佛是黎明前的第一縷曙光,黑暗中,正在尋找陸域可燃冰的中國地質工作人員依稀辨明了方向。
很快,張永勤將在木里的意外收獲告訴給中國地質科學院的祝有海博士,后者正是“陸域永久凍土帶天然氣水合物資源遠景調查”地質調查項目的負責人。
得知木里33號鉆孔出現異常情況的消息后,祝有海火速到木里作了實地考察,并于2006年2月發表了一篇名為《祁連山多年凍土區天然氣水合物的形成條件》的論文,這是迄今為止我國第一篇關于木里地區有可能存在可燃冰的科學論文,它為日后木里地區可燃冰的勘探工作打下了理論基礎。
“我們國家凍土層比較薄,溫度比較高,很多人認為是找不到(可燃冰)的。”提起尋找工作的難度和最初的茫然,祝有海深有感觸。
事實上,我國最早開啟的可燃冰尋找,也沒有看好陸地,而是首先將目光瞄準了海洋。
而且最先取得的突破,也來自海洋。
來自海洋的突破
1999年,“新一輪國土資源大調查”開始實施海上可燃冰前期調查,資金最早投向南海,探尋有“可燃冰”跡象的地球物理異常。
時任廣州海洋地質調查局總工程師的黃永樣永遠記得自己率船出海尋找可燃冰的事情,“有時候做夢,都能夢到海底白花花一片啊。”
2002年的出海結果讓黃永樣很是興奮。在東沙海域某處,地質人員對海底沉積物現場分析,發現甲烷含量特別高。
取樣管流出泥水,散發出臭雞蛋的味道,“這可能是甲烷分解后變成硫化氫的跡象。”
“如果當時有保壓取心那種裝置的話,沒準就取到樣品了。”黃永樣說,這個當時在國際上已很成熟的技術,國內依然是空白。
2003年再次出海,又有新發現。一天凌晨兩點多,黃永樣被急促的敲門聲驚醒,他被同事拽到電腦前,觀察攝像機拍到的影像:海底布滿了星星點點的白色物質。可惜的是,只是貝殼和菌類。
“沒有失望!貝殼和菌類是甲烷溢出冷泉處特有的生物,更加證明這里有可燃冰存在了。”黃永樣很興奮。
2007年,歷史性的時刻即將到來,廣州局租借了一艘國際工程船準備起航鉆探。那時,黃永樣已經退休,不再出海。
當時的業界充滿了期盼。擔任本次勘探項目技術專家會主任的中國科學院院士李廷棟把這次鉆探比作“淮海戰役”,期待著“一炮打響”。
2007年4月21日,6位中國的科學家肩負著前所未有的使命,在人們期待的目光中上船了。他們將與9個國家的28位科學家合作,鉆取中國自己的可燃冰實物樣品。
5月1日,第一航次第一站位,這只不過是一次試探性的鉆探。一鉆下去,打上來的并沒有想象中的白花花的冰,而是一些泥巴狀的物質。
之后接下來兩鉆,是中外雙方各自所選定的最好的鉆位,但同樣是“顆粒無收”。
一連三鉆下去都沒有打到“可燃冰”,人們有點坐不住了。
意想不到的是,就在大家商議第四鉆是不是要對既定順序進行調整時,對第一鉆打上來的那些泥巴狀物質的紅外檢測報告出來了,就是“可燃冰”!
而且,那是一種在國際上還從來沒有發現過的均勻分散性的“可燃冰”類型。它的純度之高也屬罕見:天然氣含量達到100%,其中99.7%是甲烷,0.3%是乙烷,竟沒有一種成分是廢物。這標志著,從論證開始歷時近10年,中國終于成為繼美國、日本、印度之后第4個采到天然氣水合物實物樣品的國家。
雖然海域捷報傳來,但陸域勘探的擔子絲毫沒有減輕。因為海域可燃冰在海底釋放時會產生巨大壓力,極易破壞海底生態環境,成為制約海底可燃冰開采的難題。再者,天然可燃冰呈固態,不會像石油開采那樣自噴流出。如果把它從海底一塊塊搬出,在從海底到海面的運送過程中,甲烷就會揮發殆盡,同時還會給大氣造成巨大危害。
因此專家認為陸域可燃冰的開采前景較海域更加樂觀。有專家估計,海域“可燃冰”的開采至少要等到30年后,而陸域“可燃冰”開采只需要等10年至15年。
所以,對于陸域可燃冰的期待,沒有絲毫減少。
打下第一鉆
在艱難尋找陸域可燃冰的那段日子里,祝有海的辦公室掛上了一張凍土區天然氣水合物穩定帶分布圖和找礦遠景區分布圖,這是一張屬于未來能源的“藏寶圖”,人們正按圖索驥四處尋找。
此時,木里已經成了藏寶圖上的關注重點。
而實際勘探中的發現又不斷在這個“重點”上添加砝碼。
2008年6月21日4時20分,105隊的勘探隊員們在聚乎更煤礦區三露天勘探勘查時發現,正在施工的12-42號鉆孔,當孔深鉆至62米時孔內開始涌出不明氣體,點火即燃。經過初步判斷,氣體的涌出孔段不在煤層中,應不是煤層氣。
當時的地質人員在孔深70米處用排水取氣法采集了5個樣品,交給中國地質科學院資源所專家。經化驗得知,氣體中的甲烷的含量高達90%。
距離這個鉆孔不遠之處的12-45號鉆孔,在7月13日6時30分,當孔深鉆至173米時孔內同樣開始涌出不明氣體,同樣是點火即燃,巖心中粒砂巖取出冒氣亦可點燃,地質人員繼續做了詳細的記錄。
一連串的發現,同樣高含量的甲烷氣體,是木里蘊藏著可燃冰的一個可靠信號。
2008年10月,由中國地質調查局負責,組織中國地質科學院礦產資源研究所、勘探技術研究所和中國煤炭地質總局青海煤炭地質105勘探隊等精干隊伍,正式打下尋找可燃冰的第一鉆,地點就選在位于祁連山南緣的木里。
之所以選擇這里,除了前期一系列的征兆,祝有海還有別的考慮:“這里海拔比較低,四千多米算不了什么。而且105隊已經做了很長時間地質勘查,地質、施工研究都有基礎。同時,各種施工條件比羌塘盆地簡單,車可以開到山腳,有高原反應的人可以馬上送出去。”此外,該地區特殊的氣候和地質構造也構成了天然氣水合物的成因條件。
為了順利鉆探成功,祝有海特意選擇了一個比較吉利的日子——10月18日開始鉆探。
根據105隊多年在此的勘探經驗和記錄結果,再加上科研工作者們的理論分析,最終確定了DK-1號孔孔位。
當鉆到地下一百多米時,鉆孔涌出大量氣體,對淺層土造成沖擊,孔壁、巖石開始坍塌。鉆井無法繼續工作,只能慢慢把孔里的泥土清理出來。“后來,每天鉆深都是用毫米來計算的。”工作人員賈志耀回憶道。
那時的木里早已是天寒地凍,晚上零下二十多攝氏度。飲用水結冰,勘探人員只能用拖拉機到遠處拉水過來,一下雪,就只能用履帶拖拉機拉施工材料。
鉆探現場位于一片煤礦礦區附近。十幾頂帳篷就是工作人員的“營房”,往南900米是聳立的鉆井架。900米的距離,在海拔4000米的高原顯得很遠,腳步太快人就會大喘,稍慢一點要30多分鐘才能走完。“每天24小時不間斷打鉆,輪番倒班。”來自五湖四海的50多名工作人員不分晝夜地鉆探取樣。
北京方面,國土資源部總工程師、中國地質調查局副局長張洪濤特意委托中國地質大學的蘇新教授親赴木里坐鎮鉆探現場,對天然氣水合物進行鑒定。蘇新教授曾經師從德國著名的天然氣水合物專家,還參加過我國首次在南海海底水合物的實物取樣航次,對天然氣水合物研究有很高的造詣。
“臨走時我交代蘇教授,樣品鑒定后給我發短信,一個或兩個字,‘是’或者‘不是’。”張洪濤說。
冰晶
11月5日,當鉆頭鉆進到133.5米至135.5米區段時,在其細砂巖夾層的孔隙和裂隙中不斷冒出氣泡,干凈的巖心表面下段冒出水滴。
“那天取出的,其實就是天然氣水合物實物樣品,也就是我們找了好久的可燃冰。”文懷軍與勘探隊員們到今天還是抑制不住興奮,“一小塊,外面還裹著泥漿。”那便是首次發現的第一個含天然氣水合物的巖心段。
地質人員把新打出來的每個巖心都拿出來,仔細端詳,終于在一塊巖心中發現了一個薄層,只有幾毫米厚,布滿乳白色晶體。
研究人員掏出打火機,試圖點燃它。
但這塊晶體沒有馬上點著,而是隔了一會才冒出火苗,十幾秒鐘之后,火熄滅了。頓時,整個現場沸騰起來,歡呼聲響徹山間。
“真是激動!”祝有海,這位中國地質科學院礦產資源研究所的首席科學家,異常興奮。在約4100米高原上,終于夢想成真。
鉆到“可燃冰”之后,中國地質大學教授蘇新和多位專家上山論證。
“樣品具有天然氣水合物所具有的獨特標志:巖心表面見白色棉絮狀晶體,能直接點火燃燒,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造。”專家們的看法非常一致:沒錯,這就是可燃冰!
之后,一直在焦急等待的張洪濤收到了蘇新教授發來的兩個字:“恭喜。”
接下來的11月7日,在142.9米至147.7米區間的泥質粉砂巖裂隙中又發現了第二個含天然氣水合物的巖心段。
11月10日,在165.3米至165.5米區間的巖裂隙中發現了第三個含天然氣水合物的巖心段。
“所打的第一眼鉆井,就如此準確,接連發現可燃冰樣品實體。”提起當時的情況,文懷軍說不盡驕傲與自豪。
不過,現場的初步測定,雖然是可燃冰,但要向外界宣布可燃冰的發現,還必須由權威部門對樣品進行確定。
當時,由于條件所限,“很遺憾,沒有保存樣品。所以來年還要繼續上山工作。”祝有海說。
2008年底,帶著喜悅和遺憾,以及對來年的憧憬,地質人員撤離木里地區。
這喧囂、喜悅的礦田,又一次歸于沉寂。
鑒定
雪山巍巍,凍土莽莽。
時間的車輪駛入了2009年,在這個共和國60華誕的年度里,地質工作者們一開始就鉚足了勁。
“去年的勘查,證明我們對于木里地區的選擇是正確的。”張永勤說,“樣品沒有完好地保存下來,是由于準備不足。”
2009年的1月10日,木里地區可燃冰勘探工作在北京進行了項目階段成果驗收。那次會上,與會的有七位知名院士和多名專家。會上,專家學者們一致確認了去年在青海木里發現的天然氣水合物,同時也建議加大工作力度,在2009年取得實驗室鑒定成果。
“這就要求我們在工藝上,更加精益求精。”張永勤介紹,在木里這樣的高原地區,要想成功獲取可燃冰的樣品,“使用的設備要更大,這里氣壓高、氣溫低,機械的動力衰減很大,一般的機器達不到使用要求。”同時,由于可燃冰在一般條件下很快就會分解揮發,如果保存不當,那么一切努力都是“曇花一現”,徒勞無功。
這一次的木里,將打一場有準備之仗。
“高原高寒永凍層繩索取心鉆探技術,是我們與105隊一直合作的項目。”張永勤介紹,這項被用于鉆取可燃冰的新技術是一種先進的多功能的鉆進方法。在地質勘探鉆孔愈來愈深、取心難度越來越大、施工地點愈來愈偏僻的情況下,采用繩索取心鉆探技術可以取得優質、高效、低耗的技術效果,具有鉆進效率高、地質效果好、鉆頭壽命長、管材和機械設備消耗低等優點。
同時,為了適應可燃冰的特點,這種工藝所采用的泥漿也有保溫等功效。“大約在零攝氏度左右,保證了樣品在取出過程中可以保存更好。”
此外,2009年又增加部署了一批鉆探實驗井。5月31日,16時16分DK-2孔開鉆,之后,3號、4號孔也陸續開鉆。
進入6月,在海拔4000多米的祁連山南緣,歷史被不斷書寫。
2號孔在97.47米處見到氣體異常,在144.40米至152.0米區間發現了第一個含天然氣水合物的巖心段,之后在156.3米至192米、217.5米至298.82米間發現多個含天然氣水合物異常標志層。
人們的心始終陷于緊張、興奮之中。
6月23日,“凌晨4點,正好是我們的班,取上來一塊巖心,像蠟一樣的東西,手摸上去還起泡泡,祝有海博士拿那個紅外線感熱掃了一遍,是可燃冰!”今年第一次隨隊外出工作的劉勇對那個特殊的夜晚記憶猶新。
一簇簇淡藍色跳動的火苗,終于圓了中國地質科學家們多年的勘探夢想。
之后的兩天,又發現了水合物的晶體,“這次有了準備,樣品一經取出,就放在了液態氮瓶里。”在那個容器里,溫度僅有零下200多攝氏度,“高壓、低溫,只要滿足其中一點,就可以保證水合物晶體的完好保存。”
這一次,一共采集23個水合物或疑似水合物樣品。
樣品被保存下來之后,就要送檢。不是在木里,不是在西寧,而是遠在青島。從祖國的大西北,到東海之濱,路途遙遙。
由于可燃冰屬于航空禁運物品,只能汽車運輸。105勘探隊聘用的司機張師傅曾先后3次“押運”裝有可燃冰的液氮瓶前往山東青島,由青島海洋地質研究所運用先進的檢測儀器對樣品進行檢驗。
“從青海木里到山東青島,一個單程就需要3天時間,辛苦得很吶。”張師傅的話里都是自豪。
這次的等待,不會太久了。
7月1日,在青島的實驗室里,經當今世界上最先進的激光拉曼光譜儀檢測,采集的實物樣品顯示出標準的“可燃冰”特征光譜曲線!其特征與墨西哥灣實物樣品和我國合成樣品完全一致。
在青海發現陸域可燃冰,得到了科學的最終證實!
爭議與希冀
2009年9月25日,北京,國土資源部,一場非同尋常的新聞發布會,一條振奮人心的消息。
“新發現的天然氣水合物位于祁連山南緣永久凍土層之下,井深130米至396米,呈薄層狀、團塊狀,附存于泥質粉砂巖、細砂巖、泥巖的裂隙面上,成分主要是甲烷氣體,還有少量乙烷、丙烷等烴類氣體,是一種純度高、類型新的水合物資源。”
同時,為了適應可燃冰的特點,這種工藝所采用的泥漿也有保溫等功效。“大約在零攝氏度左右,保證了樣品在取出過程中可以保存更好。”
此外,2009年又增加部署了一批鉆探實驗井。5月31日,16時16分DK-2孔開鉆,之后,3號、4號孔也陸續開鉆。
進入6月,在海拔4000多米的祁連山南緣,歷史被不斷書寫。
2號孔在97.47米處見到氣體異常,在144.40米至152.0米區間發現了第一個含天然氣水合物的巖心段,之后在156.3米至192米、217.5米至298.82米間發現多個含天然氣水合物異常標志層。
人們的心始終陷于緊張、興奮之中。
6月23日,“凌晨4點,正好是我們的班,取上來一塊巖心,像蠟一樣的東西,手摸上去還起泡泡,祝有海博士拿那個紅外線感熱掃了一遍,是可燃冰!”今年第一次隨隊外出工作的劉勇對那個特殊的夜晚記憶猶新。
一簇簇淡藍色跳動的火苗,終于圓了中國地質科學家們多年的勘探夢想。
之后的兩天,又發現了水合物的晶體,“這次有了準備,樣品一經取出,就放在了液態氮瓶里。”在那個容器里,溫度僅有零下200多攝氏度,“高壓、低溫,只要滿足其中一點,就可以保證水合物晶體的完好保存。”
這一次,一共采集23個水合物或疑似水合物樣品。
樣品被保存下來之后,就要送檢。不是在木里,不是在西寧,而是遠在青島。從祖國的大西北,到東海之濱,路途遙遙。
由于可燃冰屬于航空禁運物品,只能汽車運輸。105勘探隊聘用的司機張師傅曾先后3次“押運”裝有可燃冰的液氮瓶前往山東青島,由青島海洋地質研究所運用先進的檢測儀器對樣品進行檢驗。
“從青海木里到山東青島,一個單程就需要3天時間,辛苦得很吶。”張師傅的話里都是自豪。
這次的等待,不會太久了。
7月1日,在青島的實驗室里,經當今世界上最先進的激光拉曼光譜儀檢測,采集的實物樣品顯示出標準的“可燃冰”特征光譜曲線!其特征與墨西哥灣實物樣品和我國合成樣品完全一致。
在青海發現陸域可燃冰,得到了科學的最終證實!
爭議與希冀
2009年9月25日,北京,國土資源部,一場非同尋常的新聞發布會,一條振奮人心的消息。
“新發現的天然氣水合物位于祁連山南緣永久凍土層之下,井深130米至396米,呈薄層狀、團塊狀,附存于泥質粉砂巖、細砂巖、泥巖的裂隙面上,成分主要是甲烷氣體,還有少量乙烷、丙烷等烴類氣體,是一種純度高、類型新的水合物資源。”
同時,為了適應可燃冰的特點,這種工藝所采用的泥漿也有保溫等功效。“大約在零攝氏度左右,保證了樣品在取出過程中可以保存更好。”
此外,2009年又增加部署了一批鉆探實驗井。5月31日,16時16分DK-2孔開鉆,之后,3號、4號孔也陸續開鉆。
進入6月,在海拔4000多米的祁連山南緣,歷史被不斷書寫。
2號孔在97.47米處見到氣體異常,在144.40米至152.0米區間發現了第一個含天然氣水合物的巖心段,之后在156.3米至192米、217.5米至298.82米間發現多個含天然氣水合物異常標志層。
人們的心始終陷于緊張、興奮之中。
6月23日,“凌晨4點,正好是我們的班,取上來一塊巖心,像蠟一樣的東西,手摸上去還起泡泡,祝有海博士拿那個紅外線感熱掃了一遍,是可燃冰!”今年第一次隨隊外出工作的劉勇對那個特殊的夜晚記憶猶新。
一簇簇淡藍色跳動的火苗,終于圓了中國地質科學家們多年的勘探夢想。
之后的兩天,又發現了水合物的晶體,“這次有了準備,樣品一經取出,就放在了液態氮瓶里。”在那個容器里,溫度僅有零下200多攝氏度,“高壓、低溫,只要滿足其中一點,就可以保證水合物晶體的完好保存。”
這一次,一共采集23個水合物或疑似水合物樣品。
樣品被保存下來之后,就要送檢。不是在木里,不是在西寧,而是遠在青島。從祖國的大西北,到東海之濱,路途遙遙。
由于可燃冰屬于航空禁運物品,只能汽車運輸。105勘探隊聘用的司機張師傅曾先后3次“押運”裝有可燃冰的液氮瓶前往山東青島,由青島海洋地質研究所運用先進的檢測儀器對樣品進行檢驗。
“從青海木里到山東青島,一個單程就需要3天時間,辛苦得很吶。”張師傅的話里都是自豪。
這次的等待,不會太久了。
7月1日,在青島的實驗室里,經當今世界上最先進的激光拉曼光譜儀檢測,采集的實物樣品顯示出標準的“可燃冰”特征光譜曲線!其特征與墨西哥灣實物樣品和我國合成樣品完全一致。
在青海發現陸域可燃冰,得到了科學的最終證實!
爭議與希冀
2009年9月25日,北京,國土資源部,一場非同尋常的新聞發布會,一條振奮人心的消息。
“新發現的天然氣水合物位于祁連山南緣永久凍土層之下,井深130米至396米,呈薄層狀、團塊狀,附存于泥質粉砂巖、細砂巖、泥巖的裂隙面上,成分主要是甲烷氣體,還有少量乙烷、丙烷等烴類氣體,是一種純度高、類型新的水合物資源。”
至此,中國成為繼加拿大1992年在北美麥肯齊三角洲、美國2007年在阿拉斯加北坡發現天然氣水合物之后,第三個在陸地發現可燃冰的國家,也是第一個在中低緯度凍土區發現“可燃冰”的國家。
可燃冰在青海的發現,也給大興安嶺、青藏高原凍土帶的可燃冰勘查帶來示范意義。
根據目前測算,我國215萬平方公里的凍土區下,可燃冰的遠景資源量可達350億噸油當量,可供中國使用近90年。而關于有媒體報道時將“資源量”說成“儲量”,祝有海和文懷軍都給予了批駁。目前科學家只勘查到“遠景資源量”,還不能根據已知的情況計算出海域和陸域可燃冰的具體儲量,“可燃冰的遠景資源量是根據局部地區的勘查結果計算的,結果往往和實際儲量存在差距。現在只打了幾個孔,而且距離很近,還無法計算整體儲量。”文懷軍說。
如今,青海105隊的工作人員們已經從木里撤回了西寧。但有關工作并沒有因此停止。在西寧的辦公室里,文懷軍即使周六、周日,也都在工作。而祝有海、張永勤等科技人員們現在還在緊張地規劃明年、乃至以后的計劃,木里的可燃冰研究、開采、利用之路,才僅僅是揭開了序幕的一角。
不過,與所有新生事物一樣,可燃冰的勘探與開發也與種種爭議相伴而生。因為可燃冰的能量密度高,稍有不慎就可能對環境造成危害,這成為學界最擔心的問題之一。
祝有海介紹,當溫度升高或壓力降低時,可燃冰就會分解,特別是在海底,它的瞬間釋放極易引起海底滑坡和海嘯。而且它的主要成分是甲烷,甲烷比二氧化碳的溫室效應強20倍,盡管它的壽命短,但大量甲烷突然進入大氣會加劇全球氣候變暖,同時還會導致深層海水缺氧,使深海生物面臨絕境。
具體到中國的情況,文懷軍也說:“青藏高原是世界上對環境變化非常敏感的地帶,生態環境相對脆弱,大規模的開采必須考慮環境保護的成本。”
所以目前全世界對可燃冰的研究都十分謹慎,還只處于實驗室研究階段,不會貿然行動。
關于開發方案,祝有海博士介紹了一種“二氧化碳置換法”。科學界提出把二氧化碳注入海底,拿二氧化碳氣體置換可燃冰里的甲烷,使原來的甲烷水合物分解掉,變成二氧化碳水合物,分解掉的甲烷被收集起來,當作天然氣。一方面提取了有用的天然氣,同時又把二氧化碳收集起來存在地下。當然,這目前也僅是實驗室里的一種設想。
爭議與困難再多,前進的腳步不會停止。
“在祁連山找到可燃冰只是突破性的第一步,至于具體有多少、分布怎樣,這都是下一步要做的。”祝有海說。
據文懷軍介紹,從明年開始,木里地區將成為我國凍土區可燃冰研究的“試驗田”,包括各種勘探手段和方法、試開采工藝等科學研究,多學科多專業的研究人員都要在這片廣袤的土地上進行綜合實驗。
“這次,我們解答的是‘有沒有’的問題,”文懷軍說,“但是像煤等礦產,都已經有了相對成熟的一套勘查、開發體系,接下來,我們就要對可燃冰繼續進行進一步系統的研究。”
各方都已摩拳擦掌,等待著來年的春天,再進木里。
向冰取火,點燃未來。探索無限,希望亦無限。
責任編輯: 中國能源網