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中国南海,神狐海域。
神狐,一个令人浮想联翩的名字,在中国古代,狐都是一种神秘的存在,如果是神狐的话,那更是无可想象的。
这片位于中国南海北部的海域,处于大陆架到深海的陆坡位置,距离珠江口三百余公里,水深超过900米,最深处有1500米。
这里自古以来就是中国渔民的传统渔场。
可是数千年来,大家对于这片海域最多的理解还是海产品的多寡,而深入海平面以下数百米甚至上千米的海底知之甚少。
为了尽可能地掌握我国资源蕴藏状况,1999年中国地质调查局成立,随即组织了新一轮的国土资源大调查、地质矿产调查评估以及海洋地质调查等专项地质调查工作。
作为最新发现的能源种类,天然气水合物也就是俗话中的可燃冰,成为此次海洋地质调查的重点项目之一。
世界上确定天然气水合物的技术手段基本上有两种,一种是对地球物理资料的解释确定,比如获得bsr标志,也就是海底模拟反射层,含气水合物的沉积物和其下伏不含气水合物之间的声反射界面,而在海洋环境中气水合物是稳定的,所以分析这种反射界面是判断是否存在天然气水合物的一个重要标志。
另外一种就是典型的海底甲烷渗漏,或者被称为冷泉,由于天然气水合物的主要成分就是甲烷,所以在海底监测到大量甲烷气体渗漏也是判断天然气水合物存在的重要标志。
这两种方法都可以判断出海底下方是否存在可燃冰。
本世纪初,海洋地质调查开始之后,地质调查人员就有了重大发现,他们针对可燃冰的高分辨率多道地质调查,发现在南海北部陆坡的西沙海域首次发现了似海底反射(bsr),这意味着这种新资源在我国海域零的突破。
经过中国海洋地质工作者对于南海北部的综合调查与研究,证实了我国海域存在天然气水合物,南海北部陆坡具有良好的天然气水合物的资源远景,初步圈定了南海北部陆坡天然气水合物资源的最有利目标区域。
南海北部陆坡深水海域随即就被列为中国油气勘探可持续发展的三大重要新领域之一,作为我国开展深水区勘探的首选目标。
2002年,科研人员在进行海底重力活塞取样中,赫然发现一些地方的甲烷含量超乎异常,这是天然气水合物分解的重要证据。
随即,在国家有关部门的大力支持下,中德两国展开政府间合作,2004年5月,由中德两国科学家组成的科学考察队,对南海北部陆坡展开甲烷和天然气水合物分布、形成及其对环境的影响研究工作。
“太阳号”海洋调查船作为当时具有国际先进水平的平台,成为这次海上科研工作的主力,两国科学家在珠江口盆地东部海域发现面积巨大的碳酸盐岩礁。
这是世界上分布面积最大的自生碳酸盐岩,也是天然气水合物存在的重大证据,这里后来被命名为“九龙甲烷礁”。
但很可惜的是,此次科考活动中并没有获取到浅表层天然气水合物的样品,成为参与这项研究的中德两国地质学家们的一个遗憾。
之后,我国相继在南海北部陆坡的西沙、东沙、神狐和琼东南海域开展了大规模的天然气水合物资源调查及研究工作,并取得了一系列勘探成果和理论突破。
2007年,我国地质科研工作者首次在南海北部神狐海域成功实施8个站位钻探,其中3个站位获得了天然气水合物实物样品,所获得的样品甲烷含量高达99.7%以上,点火即可燃烧。
这一发现是我国首次在南海海域获取天然气水合物实物样品,证实了南海存在良好的水合物资源前景。
这是战略性的突破,也使得我国成为继美国、日本、印度之后第4个通过国家级研发计划在海底钻探获得天然气水合物实物样品的国家,也意味着我国海域天然气水合物资源调查正式跻身国际水合物勘探的先进行列。
随后我国加快了天然气水合物调查研究步伐。
位于陆坡中段的神狐海域就位列其中,成为最具有科研价值的区域之一,这里也极有可能成为我国可燃冰科研工作的福地。
2013年,海洋地质调查工作者在珠江口盆地实施了第二次天然气水合物钻探。
此次钻获了大量高纯度的新类型天然气水合物实物样品,样品中甲烷含量最高达到99%,呈块状、脉状、分散状等多种类型,主要赋存于水深600-1100米的海底以下220米以内的两个矿层中,具有埋藏浅、厚度大、类型多、含矿率高、甲烷纯度高等五大特点,在国际上罕见。
该发现首次在我国南海获取了可视的块状天然气水合物实物样品。
这一新发现,填补了我国海域可视水合物的空白,极大地丰富了我国海域水合物的赋存类型,是继2007年钻探航次后发现的新的水合物赋存类型,具有重大勘探实践意义和重要的科学研究价值,是我国海域水合物资源调查勘探一个里程碑式的重大突破。
2015年,海洋地质调查工作者再次在神狐海域实施23口天然气水合物钻探井,这次的命中率达到了100%,23口井全部发现天然气水合物,水合物矿体厚度大、储量大,呈高饱和度特征。
钻井控制矿藏面积128平方千米,控制资源量超过1500亿立方米,圈出10个规模较大的矿体,其中通过钻探取芯落实的2个大型矿体,此次钻探还首次发现2型天然气水合物,与深部油气密切相关,对指导油气勘探具有重要意义。
这次钻探为海域天然气水合物实验性开采提供了重要参考靶区,标志着我国海域天然气水合物资源调查已达到世界先进水平。
同年,科研工作者利用地球物理资料在神狐邻近海域发现了典型的海底甲烷渗漏(即冷泉)反射特征,继而利用我国自主研发的4500米级非载人遥控潜水器“海马号”水下机器人(rov)进行海底观测和实时甲烷测定。
结果发现了大量化能自养的冷泉生物——菌席、贻贝类、管状蠕虫、蟹等组成的大型冷泉生态系统和大量沉淀于高碱度环境的冷泉碳酸盐岩,证实了巨型冷泉群——海马冷泉区的存在。
同时,在海马冷泉区进行了目标精准的大型重力活塞取样,直接在海底浅表层采获渗漏型天然气水合物实物样品。海底观测和取样的结果验证了前期勘查研究中对海底渗漏型水合物分布预测的正确性,在南海海域水合物资源富集规律及与冷泉有关的海底生态系统认识上取得新突破,对后续钻探部署具有重要的指导意义。
2016年6月25日,“中国地质调查局天然气水合物工程技术中心”在广州正式挂牌。同年,中国地质调查局通过开展钻探,在神狐海域发现了超千亿立方米级的天然气水合物矿藏,并为天然气水合物试采确定了试采矿体和目标井位。
一个震惊世界的成就正在孕育中。
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