可燃冰勘探开发调研报告

中国石油可燃冰勘探开发有关情况汇报目录一、可燃冰基本情况--------------------------------------------------2 1可燃冰的性质、成因与种类----------------------------------2 2可燃冰开发利用现状及核心技术----------------------------3 3国际可燃勘探开发进展与相关政策措施-------------------- 3 4全球可燃冰分布及资源状况---------------------------------5 二、国内可燃冰勘探开发进展情况------------------------------------5 1我国可燃冰分布状况----------------------------------------5 2我国可燃冰研究历程与研究状况----------------------------6 3国内可燃冰勘探开发现状------------------------------------7 三、中国石油可燃冰资源占有及勘探开发进展-----------------------7 1中国石油可燃冰资源占有情况-------------------------------8 2中国石油可燃冰工作基础------------------------------------9 四、中国石油可燃冰业务发展规划-----------------------------------9 1中国石油可燃冰业务十年规划-------------------------------9 2可燃冰勘探开发工作具体安排------------------------------9 3投资测算---------------------------------------------------10 4存在困难与问题---------------------------------------------11 五、对中国可燃冰开发的基本看法----------------------------------11 1中国可燃冰开发模式----------------------------------------11 2我国可燃冰开发前景分析----------------------------------12 3希望国家和国资委给予的支持-----------------------------12一、可燃冰基本情况1 可燃冰的性质、成因与种类可燃冰又叫天然气水合物，主要成分是甲烷与水分子（分子结构式为CH4·8H2O），是天然气与水在高压低温条件下形成的具有笼状结构的似冰状结晶化合物，大多呈白色，可以像固体酒精一样直接被点燃(图1)，因此，被形象地称为“可燃冰”。

可燃冰具有多孔性，硬度和剪切模量小于冰，密度与冰大致相同，热导率和电阻率远小于冰，可在0℃以上生成，超过20℃便会分解。

可燃冰的热值很高，1立方米可燃冰可以释放出164立方米的天然气。

图1 可燃冰燃烧状态图可燃冰的形成必须具备三个条件，充足的气源、高压（>10 MPa或水深超过300 m）、低温（0～10℃）缺一不可，因此可燃冰主要分布在深海海底和陆地永久冻土区，包括海洋型和冻土型两种类型。

海洋型可燃冰有两种成因，一种是在细菌的作用下，海底动植物残骸腐烂生成的甲烷在高压和低温条件下被锁进水合物中，形成可燃冰；另一种是受海洋板块活动的影响，地壳下沉引发海底石油和天然气沿板块边缘上涌，在深海压力下接触到冰冷的海水，发生化学作用形成可燃冰。

海洋型可燃冰通常赋存于新生代欠固结岩石或沉积物中，在砂岩和粉砂岩中以细粒浸染状分布于孔隙中或以网状充填在裂隙中；在未成岩的沉积物中通常呈团块状、絮状、薄层状和透镜状，含气整体性较差，但在砂岩储集层中含气整体性较好。

冻土型可燃冰分布于陆地永久冻土带，其成因机理为冻土层以下的生物气或热解气向上溢散，遇到上覆冻土层后在低温、高压的条件下形成可燃冰，陆地上发现的可燃冰气藏与常规气藏赋存形式相同，都存在于沉积岩中，因此，和常规气层开发基本相同。

陆上可燃冰气藏与海洋可燃冰气藏相比，气层厚度相对较大，并且均发现在含油气盆地中，气藏属于“下生上储”型。

2 可燃冰开发利用现状及核心技术可燃冰勘探开发是一个系统工程，涉及众多的学科，如海洋地质、地球物理、地球化学、流体动力学、热力学、钻探工程等，需要各领域专家的共同合作。

由于在开采过程中会发生温、压变化及相变，与传统的煤炭、石油和天然气等化石能源相比，可燃冰的开采更为不易。

目前国际可燃冰的开采多限于海域，主要开采方法有3种：一是热激化法，即利用可燃冰受热时分解出甲烷气体的原理；二是降压法，专家提出将核废料埋入地底，利用核辐射效应使其分解出甲烷气体；三是注入剂法，向可燃冰层注入盐水、甲醇、乙醇等，破坏原有平衡促使其分解。

上述开采方法技术复杂、速度慢、费用高，而且海洋中水合物的压力较高，实现管道合理布设、天然气的高效收集较困难。

开采过程中保证海底稳定、使甲烷气体不泄露是关键，日本对此提出了“分子控制”方案，美国在 2005年成功模拟生产出了海底可燃冰。

对于其陆地开采，目前各国常见的开采技术包括：降压开采法、注热开采法、化学剂开采法、二氧化碳置换法以及多种开采模式组合法。

但目前各国尚无成熟的大规模商业开采方法。

3 国际可燃勘探开发进展与相关政策措施1778年，英国化学家普得斯特里首次发现了可燃冰，但当时并未引起足够的重视，直到156年后的1934年，人们发现油气管道和加工设备中存在冰状固体堵塞现象，自此可燃冰才引起广泛关注(图2) ，1965年前苏联首次在西西伯利亚发现可燃冰矿藏之后，各国也相继发现了可燃冰的存在，才着手对它进行深入的研究。

图2 管道冰堵形成的可燃冰迄今为止，世界上至少已有30多个国家在进行可燃冰研究与调查，各国都从能源储备战略的角度将可燃冰调查作为政府行为，投入巨资，相继开展了本国专属经济区和国际海底区域内的调查研究和资源评价。

其中前苏联在西西伯利亚永久冻土带发现第一个可燃冰矿藏，并于1969年投入开发，采气14年，总采气50.17亿立方米。

2009年，俄罗斯总理普京乘坐微型潜艇下潜至贝加尔湖水面下1395米处，并在水下度过了4个多小时。

据路透社报道，普京深潜贝加尔湖意在探寻可燃冰。

2008年，俄罗斯在贝加尔湖湖底发现了这种新能源，据估计，湖底蕴藏的可燃冰相当于超过1万亿立方米的天然气。

日本开始关注可燃冰是在1992年，目前已基本完成周边海域的调查与评价，钻探了7口探井，圈定了12块成矿富集区，并成功取得可燃冰样本。

其目标是2016年前完成可燃冰商业化开采的技术开发。

2013年3月12日，日本宣布成功从可燃冰中取得了天然气，这是全球首次通过在海底分解“可燃冰”取得天然气。

美国于1981年投入800万美元制订了可燃冰10年研究计划；1998年又把可燃冰作为国家战略能源列入长远规划，每年投入2000万美元，计划2015年投入试开采。

2012年初，在阿拉斯加北坡发掘出可燃冰，并从中安全有效地获得稳定的天然气流并开始进行试采。

2013年4月，阿拉斯加州自然资源局和美国能源部签署了开发可燃冰等非常规能源的备忘录。

这是继日本今年3月提出要商业化开采可燃冰之后，又一个国家开始大规模开发可燃冰。

韩国也制订了《可燃冰开发10年计划》，计划投入总计2257亿韩元，用以研究开发深海勘探和商业生产技术。

印度在1995年制订了5年期《全国气体水合物研究计划》，由国家投资5600万美元对其周边海域的可燃冰进行前期调查研究。

4 全球可燃冰分布及其资源状况全球约27％的陆地和90％多的海域都含有可燃冰，主要分布在三大领域，一是北半球的东、西太平洋和大西洋西部边缘（水深300- 4000m）海底处及其下约650m的沉积层内；二是大洋水深100-250m以下的极地海陆架；三是高纬度陆地永久冻土区。

目前已在79个国家和地区发现了可燃冰的存在，确认了200多处成矿区。

由于采用的标准不同，不同机构对全球可燃冰资源量的估计值差别很大。

据2011年第28届国际地质大会资料，全球可燃冰远景总资源量约10万亿吨油当量，相当于全球已知煤、石油和天然气储量的2倍(图3)，仅海底可燃冰分布范围就达4000万km2，可满足人类1 000年的能源需要。

图3 地球上有机碳分布示意图二、国内可燃冰勘探开发进展情况1 我国可燃冰分布状况据现有资料和研究，我国可燃冰资源主要分布于南海海域、东海海域及青藏地区，黄海海域及靠近北极圈的黑龙江漠河盆地可燃冰成矿条件正在探测研究之中。

其中南海北部坡陆（水深 550- 600m）可燃冰资源量约185亿吨油当量，相当于该区已探明油气地质储备的6倍。

特别是东沙群岛以东海底坡陆430万平方公里的可燃冰“冷泉”巨型碳酸盐岩喷溢区----九龙甲烷礁，是目前世界最大的“冷泉”喷溢区。

西沙海槽圈定的可燃冰分布面积为5242平方公里，资源量约4.1亿立方米。

此外，在东海和台湾省海域也存在大量可燃冰，海内外专家学者证实，台湾省西南面积约77 000 km2的海域蕴藏着极为丰富的可燃冰。

黄海大陆架及其深海也可能存在可燃冰，目前正在调查之中。

除海域以外，中国冻土区总面积215万平方公里，可燃冰资源前景广阔(图4)。

2009年专家估计青藏高原可燃冰远景储量约350亿吨油当量。

其中青藏高原五道梁多年冻土区（海拔 4700m）远景储量可供应90年。

青海省祁连山南缘天峻县木里盆地（海拔4062m）储量占陆域总储量的1/4。

黑龙江省漠河盆地、西藏风火山等地的可燃冰成矿条件目前正在探测研究。

图4中国冻土区可燃冰找矿远景区预测图专家预测，中国可燃冰远景资源量约2000亿吨油当量以上。

其中南海海域约700亿吨油当量，青藏高原和黑龙江省冻土区约为1400多亿吨油当量。

2 我国可燃冰研究历程与研究状况中国着手可燃冰勘察研究较发达国家晚了近20年，目前仍有 5-7年的技术差距。

但在可燃冰勘探和实验合成等领域已经与世界保持同步。

特别是在青海省祁连山南缘永久冻土带以及南海北部神狐海域获取了可燃冰的岩心样品，成为继美国、日本、印度之后第 4 个通过国家级研发计划采到实物样品的国家，并且是国际上较为领先的在海洋和陆地都发现可燃冰的国家。

标志着我国可燃冰调查研究水平一举步入了世界先进行列（表1）。

目前，在科技部的支持下，我国已形成由国家调查专项、国家“863”、“973”项目及国有石油公司为主的勘察研究投入体系，相关调查及开发技术研究也已纳入国土资源部“十二五”规划，与加拿大、德国等国际合作正在推进。