北大卢海龙团队：走在可燃冰开发领域世界前列

　　2017年5月18日，我国在南海神狐海域天然气水合物（俗称“可燃冰”）试采成功。可燃冰能量储层密度高，热值高，污染小，资源量丰富，分布广泛，被认为是未来石油、天然气的战略性替代能源，对我国能源安全及经济发展也有重要意义。

　　但是，可燃冰开发难度非常大，以至于日本、美国等国家多年来一直难以实现产业化。如今，在这个领域走在最前面的，是国土资源部中国地质调查局领导的科研队伍。作为我国海域天然气水合物试采工程的首席科学家，北京大学工学院讲席教授卢海龙和他的同事们勇于挑战，攻克技术难关，运用“地层流体抽取试采法”等各种创新技术和方法，将蕴藏在海底的“冰块”点燃成熊熊燃烧的火焰，奏响了“可燃冰时代”的“冰与火之歌”，再次展示了科研领域“后发先至”的中国速度。

　　卢海龙1981年考上北京大学地质系，自此开始了他与地质学的不解之缘。1991年，卢海龙赴日留学，7年后，他拿到了日本第一个以可燃冰为研究课题的博士学位。此后，卢海龙先后在日本石油公团技术研究中心、加拿大地质调查局、加拿大国家研究院工作。2014年，卢海龙通过“千人计划”受聘于北京大学工学院能源与资源系。经过23年的东渡西进，50岁的卢海龙再次回到祖国，回到北大。

　　“可燃冰虽然储量大、分布广，但其成藏机理和石油、天然气差别很大，覆盖它的海底地层普遍是松软未固结的沉积物，稍有不慎就会导致大量泥砂涌进管道，致使生产不能进行，造成开采失败。”卢海龙说。

　　而我国可燃冰试采面临的困难还不止于此，“日本、美国、加拿大等试采的可燃冰均为砂质类型，其孔隙条件、水合物饱和度等条件均较好，便于开采。而我国已发现的海域天然气水合物主要属于泥质粉砂型储层，砂细导致孔隙度低，渗透率差；同时我国的可燃冰水深大、储层埋层浅，深水区浅部地层松软极易垮塌，施工难度更大。”卢海龙说。

　　北京大学遥感楼，紧邻博雅塔和未名湖。这座绿植环绕，略显沧桑的老楼，就是卢海龙和他的团队做模拟实验的地方。除了出海考察，卢海龙大部分时间是带领团队进行实验研究和数值模拟。在这里，他们进行天然气水合物基础物性和产能模拟研究，针对南海天然气水合物储层提出了新的开发技术，参与制定了试采新工艺，有效解决了储层流体控制与可燃冰稳定持续分解等难题，完成了可燃冰全流程试采核心技术的重大突破。

　　“试采前压力非常大，国家花那么多钱，万一达不到预期效果，根本没法向国家交代。”在这样的压力下，卢海龙每天工作十几个小时，即便回家了也是想着实验的事情，觉都睡不好。日复一日的努力也在神狐海域得到了检验，试验结果让卢海龙十分满意。

　　5月10日，神狐海域可燃冰试采点火成功。18日，连续产气超过一周，平均日产超1.6万立方米，天然气产量稳定，甲烷含量最高达99.5％，超额完成“日产万方、持续一周”的预定目标。

　　截至7月9日，天然气水合物试开采连续试气点火60天，累计产气量超过30万立方米，平均日产5000立方米以上，甲烷含量最高达99.5%。获取科学试验数据647万组，为后续科学研究积累了大量翔实可靠的数据资料。

　　“粉砂型储层难开发，以前世界各国考虑天然气水合物开发时都是优先将渗透率高、饱和度高的砂质储层作为开发对象。但是粉砂质储层占世界天然气水合物量的大多数，所以我们的突破，对全世界而言更具有可参考和借鉴的价值。”卢海龙说。

　　“试验时长60天，是世界最长的，30多万立方米的总产气量也是最多的。”卢海龙介绍，60天的试验时长为以后天然气水合物的产业化开发积累了很多经验。

　　从2002年起，日本、加拿大、美国先后在加拿大马利克和美国阿拉斯加用加热法、降压法和二氧化碳置换法进行过四次可燃冰试采，但效果不理想，最长的一次试验时长仅6天；2013年，日本首次进行海域天然气水合物试采，但仅持续6天。“日本的几次试验都是因为出砂等技术问题而不能长期进行。天然气水合物的产业化生产不可能产几天停几天，是要长期生产的。通过60天的长期试验，我们看到了更多短期试验观察不到的现象和问题，对产业化开发更有意义。”

　　“咱们国家是现在最大的能源进口国，一半以上的能源都从国外进口。如果天然气水合物的产业化开发成为现实，对国家的能源安全就又多了一个保障。”谈及以后的工作，卢海龙踌躇满志，“正如党中央、国务院贺电中说的那样，‘海域天然气水合物试采成功只是万里长征迈出的关键一步，后续任务依然艰巨繁重。’结合这次试开采的数据，我们下一步将着重在提高效率、降低成本上下功夫。我们会继续研发一些新的技术，改进工艺方法，开发一些专业设备，为天然气水合物的产业化开发做准备。”