天然气水合物外表像冰,点火可燃,其成分80%-99.9%为甲烷,被认为是未来最理想的替代能源。据估计,海底可燃冰分布范围约4000万平方公里,约占海洋总面积的10%,其储量够人类使用1000年。但可燃冰是一种天然气和水在低温高压条件下结合形成的固体物质,储藏在低温高压的深海海底,没有保压保温的钻探取样技术,很难获取可燃冰样品,探知其储量。
上世纪70年代,国际上纷纷将可燃冰列入国家级研究项目,加拿大、日本等国已经进入小规模商业开发阶段。我国自1999年启动可燃冰资源调查和评估,目前已圈定我国海域的可燃冰分布范围,并与2007年5月在南海北部神狐海域海底成功获取可燃冰样品。但国外对可燃冰钻探技术高度封锁,我国可燃冰取样全部租用外方人员、外方设备,其中仅取心工具的日租费就达15万美元。
2006年,胜利油田钻井院在与众多强劲对手的竞争中,脱颖而出一举中标国家“863”项目--天然气水合物钻探取心关键技术。在四年攻关过程中,钻井院和三家合作单位联手,从设计思路起步,大胆推测,小心求证,进行了大量的模拟试验和室内实验,获取海量的模拟数值,攻克了执行控制机构、保压保温技术、保压割心机构、现场快速检测及温度压力实时记录等关键技术,研制成功钻柱式和绳索式两种类型的取心工具。10月3日,两种取心工具在钻井院完成总装集成和陆上测试。
10月4日至7日,在胜利六号钻井平台施工的埕北25GA-6和埕北25GA-7两口井上进行了现场取样试验。试验的主要目的是检验取样工具的岩心进入、执行机构的实施、割心机构的关闭及保压效果等关键技术的实际作业情况。试验分两个阶段,在25GA-6井进行2筒次取心作业,从375-379.3米间取心4.3米,平均岩心收获率95.35%;最多一次取心3.1米,收获率100%。第二阶段取心在25GA -7号井进行,取海水以下泥层,该海域泥线深度33.6米,取心泥线深度38.6米,下压1米,取得岩心长度0.6米;工具出井后进行不同阶段现场测试,保压效果理想。
本次试验成功,表明工具各个结构合理,几项关键技术均得以解决。据悉,两种取心工具已成功申请2项发明专利、5项实用新型专利,还有两项发明专利正在审理中。
有关专家认为,可燃冰钻探取心技术的突破,将揭开我国可燃冰商业开发的帷幕。