吳林強

※日本陸域天然氣水合物長期穩(wěn)定開采技術(shù)已趨成熟，基于陸地試采的技術(shù)將向海域試采轉(zhuǎn)移

※當(dāng)前日本天然氣水合物產(chǎn)業(yè)處于開采技術(shù)全面驗證、海域先導(dǎo)區(qū)調(diào)查基本完成的發(fā)展階段，計劃于2026年前后實施海域天然氣水合物生產(chǎn)性試采，預(yù)計2030年實現(xiàn)商業(yè)化開采

※我國作為全球天然氣水合物勘探開發(fā)的引領(lǐng)者，應(yīng)抓住戰(zhàn)略機遇，堅定不移推進天然氣水合物產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，提前進行政策預(yù)研儲備，重點圍繞天然氣水合物產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、礦業(yè)權(quán)管理、財政補貼、財稅、金融和研發(fā)支持政策等領(lǐng)域開展前期基礎(chǔ)研究，待時機成熟時，適時推出操作性強、效果好的政策體系，確保我國在天然氣水合物產(chǎn)業(yè)化進程中搶占先機

日本作為化石燃料消費大國和能源進口大國，格外重視能源的安全穩(wěn)定和獨立自主，一直將天然氣水合物（俗稱“可燃冰”）產(chǎn)業(yè)化發(fā)展視為保障自身能源安全的重要抓手，并把其列為國家戰(zhàn)略。2019年，日本啟動新一輪天然氣水合物開發(fā)國家計劃（2019~2025年），提出2027年前實現(xiàn)商業(yè)化開發(fā)的目標(biāo)，并專門組建了天然氣水合物研究開發(fā)聯(lián)盟（MH21-S）。2024年，日本修訂了《日本海洋能源和礦產(chǎn)資源開發(fā)計劃》，明確提出2030年前啟動由民企主導(dǎo)的天然氣水合物商業(yè)化項目。

為推進商業(yè)化開發(fā)，日本先后于2013年和2017年進行了兩輪海域天然氣水合物試采，并于2023年6月進行了海域天然氣水合物簡易試采。與海域試采相比，陸域凍土天然氣水合物試采技術(shù)條件更加簡單，可用較低成本開展長期試采，為海域長期生產(chǎn)提供技術(shù)驗證。為此，日本早在2014年就與美國能源技術(shù)實驗室（NETL）簽署了在阿拉斯加聯(lián)合開展陸域長期試采的合作備忘錄。2023年9月至2024年7月，日本金屬能源安全組織（JOGMEC）聯(lián)合NETL在阿拉斯加北坡凍土帶實施天然氣水合物長期試采，共歷時315天，其中產(chǎn)氣280天，出氣日216天（非出氣日64天），均創(chuàng)下了天然氣水合物試采的時長紀(jì)錄，后因主動關(guān)停而終止試采?？傮w來看，當(dāng)前日本天然氣水合物產(chǎn)業(yè)處于開采技術(shù)全面驗證、海域先導(dǎo)區(qū)調(diào)查基本完成的發(fā)展階段。在此次長期試采的基礎(chǔ)上，日本計劃于2026年前后實施海域天然氣水合物生產(chǎn)性試采，力爭2030年實現(xiàn)商業(yè)化開采。

長期穩(wěn)定開采技術(shù)已趨成熟，基于陸地試采的技術(shù)將向海域試采轉(zhuǎn)移

阿拉斯加試采結(jié)束后，日本MH21-S和日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（AIST）于2024年12月4日至5日分別召開了砂巖層和淺表層天然氣水合物調(diào)查研發(fā)推進年會，全面總結(jié)此次試采成果和日本天然氣水合物產(chǎn)業(yè)化進程。

會議認(rèn)為，此次試采達到了既定目的，取得了五個重大突破：一是完成超10個月連續(xù)產(chǎn)氣，創(chuàng)世界最長產(chǎn)氣紀(jì)錄；二是完整監(jiān)測4口井的全流程數(shù)據(jù)，有效評估砂巖層產(chǎn)氣過程；三是驗證了生產(chǎn)技藝的穩(wěn)定性，全程未發(fā)生井內(nèi)故障；四是研發(fā)了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時獲取、解析和應(yīng)用；五是實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定供氣，首次將產(chǎn)出的甲烷氣體作為試采場地內(nèi)發(fā)電機等測試設(shè)施的燃料來源，成為全球首個直接將天然氣水合物作為能源使用的項目。這次試采表明，長期穩(wěn)定開采技術(shù)已取得突破，未來將側(cè)重技術(shù)改進與優(yōu)化。

這次試采后期仍遇到細(xì)砂附著堵塞氣孔、隨氣少量出水等技術(shù)問題，未來計劃通過化學(xué)除砂、泵性提升等方式改善和緩解。目前，大量試采數(shù)據(jù)仍在解析中，日本將基于阿拉斯加試采的技術(shù)成果，推進本國海域長期水合物試采。會議上并未透露試采的產(chǎn)氣速率與產(chǎn)氣量。

即將完成先導(dǎo)區(qū)海域精細(xì)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查，計劃實施海域天然氣水合物長期開采

日本高度重視先導(dǎo)區(qū)建設(shè)在推進天然氣水合物產(chǎn)業(yè)化進程中的作用，目前，已圈定3處海域淺表層天然氣水合物產(chǎn)業(yè)化先導(dǎo)區(qū)，重點圍繞水深500~1000米的兩處進行海底地質(zhì)和水文環(huán)境調(diào)查。2023年，日本利用“地球”號大洋鉆探船在兩個先導(dǎo)區(qū)進行鉆探取樣和調(diào)查工作，兩次均鉆進160米，均獲連續(xù)隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)和約140米巖芯。2024年又實施6個調(diào)查航次，主要利用走航式自主水下航行器（AUV）進行高精度海底地形測繪和3000米級無人遙控潛水器（ROV）進行海底觀察和表層樣采集，并使用懸停式AUV進行高分辨率海底攝像，以及開展海底調(diào)查與基礎(chǔ)材料實驗等工作。截至目前，在海洋地質(zhì)調(diào)查方面，已在兩處先導(dǎo)區(qū)完成12項大基本調(diào)查，并對各自160米隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)和140米巖芯進行了綜合分析研究，已全面掌握先導(dǎo)區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件。同時，在環(huán)境影響評價方面，已完成先導(dǎo)區(qū)鉆前、鉆中和鉆后長時間環(huán)境調(diào)查，并利用海底成像、電磁勘探、三維地震等多種手段，定量評估了沉積物堆積范圍、生物密度變化等環(huán)評指標(biāo)，著手確立環(huán)境基線與構(gòu)建環(huán)評體系。

今年，日本計劃繼續(xù)開展鉆后環(huán)境觀察與評價調(diào)查航次，并擬選用合適的調(diào)查船完成兩處先導(dǎo)區(qū)的精細(xì)海洋地質(zhì)與環(huán)境評價工作。同時，1月下旬，“地球”號繼2023年的簡易試采之后，計劃再次執(zhí)行為期38天的天然氣水合物簡易試采，將在志摩半島外海鉆探兩孔，獲取新的測井?dāng)?shù)據(jù)與巖芯樣品，為2026年新一輪海域天然氣水合物試采精準(zhǔn)刻畫儲層及選址提供基礎(chǔ)支撐。

關(guān)于我國天然氣水合物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考

能源保障和安全事關(guān)國計民生，天然氣是我國主體能源之一。我國已成為全球最大的天然氣消費國和進口國，天然氣外采度高達43%，且未來還有進一步攀升的趨勢。作為能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的過渡性橋梁和低碳轉(zhuǎn)型的主力軍，天然氣還是我國能源發(fā)展綠色轉(zhuǎn)型過程中最為重要和現(xiàn)實的選擇，在構(gòu)建清潔低碳、靈活高效新型電力系統(tǒng)中扮演著不可替代的角色。天然氣水合物是我國天然氣產(chǎn)業(yè)未來的重要補充，是構(gòu)建多元安全能源供應(yīng)保障體系的重要選擇，也是加快構(gòu)建清潔低碳安全高效能源體系的重要領(lǐng)域。與此同時，天然氣水合物勘探開發(fā)涉及領(lǐng)域廣、溢出效應(yīng)強，有望成為發(fā)展海洋新質(zhì)生產(chǎn)力的重要方向。

保持戰(zhàn)略定力，堅定天然氣水合物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的信心。未來產(chǎn)業(yè)的發(fā)展往往具有爆發(fā)性，從全球天然氣水合物的歷次試采結(jié)果來看，開采技術(shù)的迭代升級已開始呈現(xiàn)出指數(shù)級增長的態(tài)勢，天然氣水合物產(chǎn)業(yè)正處于從孕育期向成長期過渡的關(guān)鍵階段。隨著科技發(fā)展、需求升級，天然氣水合物開采的產(chǎn)氣時長和產(chǎn)氣量有望迎來數(shù)量級的提升，并釋放巨大的支撐和帶動作用，產(chǎn)業(yè)化前景可期。我國作為全球天然氣水合物勘探開發(fā)的引領(lǐng)者，應(yīng)抓住戰(zhàn)略機遇，保持戰(zhàn)略定力，堅定不移推進天然氣水合物產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。要充分利用“夢想”號大洋鉆探船，加大天然氣水合物資源調(diào)查力度，盡快落實先導(dǎo)區(qū)資源儲量，查清礦體特征，補齊重點區(qū)域的普查和詳查工作，積極實施生產(chǎn)性試采，加快推進商業(yè)化開采，進一步鞏固我國在天然氣水合物領(lǐng)域的先發(fā)優(yōu)勢。

集智攻關(guān)難題，充分發(fā)揮科技創(chuàng)新新型舉國體制優(yōu)勢?？萍紕?chuàng)新是加快實現(xiàn)天然氣水合物產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的根本。日本在推進天然氣水合物開發(fā)的進程中，高度重視關(guān)鍵核心技術(shù)的研發(fā)，先后部署了最優(yōu)鉆進速率推演、鉆探操作規(guī)范編制、大口徑鉆探標(biāo)準(zhǔn)制定、穩(wěn)定揚收系統(tǒng)研發(fā)、泥砂—天然氣水合物分離效率提升、緩解三相變化致堵對策及降低環(huán)境影響方案等核心課題，實現(xiàn)了鉆采技術(shù)的持續(xù)升級。新型舉國體制是我國在激烈科技競爭中搶占制高點、掌握主動權(quán)的戰(zhàn)略優(yōu)勢，應(yīng)充分發(fā)揮國家天然氣水合物勘查開發(fā)國家工程研究中心等平臺的組織作用，聯(lián)合國家自然科學(xué)基金委，聚焦控壓鉆井、抑制性鉆井液、甜點識別、儲層改造、出砂管控、流動保障等關(guān)鍵核心技術(shù)問題，部署實施一批有針對性的重大科技項目，加快打通水合物長期穩(wěn)定生產(chǎn)的技術(shù)路線，研制更加適宜、便捷和高效的裝備，不斷降低天然氣水合物的開發(fā)成本。

提前儲備政策，為天然氣水合物產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展保駕護航。當(dāng)前，天然氣水合物勘探開發(fā)仍面臨諸多復(fù)雜挑戰(zhàn)，其技術(shù)研發(fā)和未來市場的高不確定性阻礙了企業(yè)的投資意愿，天然氣水合物產(chǎn)業(yè)化面臨“死亡之谷”。具體看，主要存在引導(dǎo)天然氣水合物成為戰(zhàn)略性資源儲備的支持性政策體系尚未建立，針對技術(shù)研發(fā)高不確定性的財稅組合政策支持明顯不足，天然氣水合物上中下游發(fā)展缺乏協(xié)同等問題。2030年前后將是天然氣水合物產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點。當(dāng)前，我國生產(chǎn)性試采實施在即，迫切需要相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)政策來加速推進產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。頁巖氣、核電等先進能源技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的國際經(jīng)驗表明，高度重視戰(zhàn)略和規(guī)劃，實現(xiàn)市場化中小企業(yè)主導(dǎo)下的技術(shù)創(chuàng)新和金融支持，競爭機制和政府引導(dǎo)并舉是實現(xiàn)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵舉措。鑒于此，在天然氣水合物產(chǎn)業(yè)化前夕，應(yīng)提前進行政策預(yù)研儲備，重點圍繞天然氣水合物產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、礦業(yè)權(quán)管理、財政補貼、財稅、金融和研發(fā)支持政策等領(lǐng)域開展前期基礎(chǔ)研究，待時機成熟時，適時推出操作性強、效果好的政策體系，確保我國在天然氣水合物產(chǎn)業(yè)化進程中搶占先機。

作者系自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心高級工程師