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我国可燃冰试采中的海洋环境保护

2017-07-25 10:32:00    来源: 中国国土资源报    作者:梁前勇

由于甲烷是比二氧化碳更高效的温室气体,因此可燃冰的环境问题一直是人们关心的一个重要问题。可燃冰试采易引发的环境问题,主要是可燃冰试采过程中可能发生可燃冰不可控的分解,导致甲烷泄漏,从而引起海底滑坡等地质灾害,甚至是甲烷泄漏到海洋或者大气中而引起环境问题。

我国海域可燃冰试采,非常重视海洋环境问题。为避免可燃冰试采引发环境灾害问题,中国地质调查局广州海洋地质调查局做了大量的调查研究,在试采过程中,及时根据可燃冰区海底地形地貌特征、工程地质特征、可燃冰储层特征,合理设计井位及降压方案,避免发生甲烷泄漏而引发的环境和灾害问题,确保可燃冰试采安全环保。

充分调研,科学论证。自2002年我国批准设立天然气水合物资源调查与评价专项开始,广州海洋局就开始研究可燃冰的环境问题。2011年,国家天然气水合物勘查与试采专项实施,专门设立了《南海天然气水合物勘查与试采环境评价》项目,围绕南海可燃冰钻探区及远景区,开展可燃冰资源环境基线调查及影响效应研究,评估南海可燃冰勘查和试采工程中潜在的环境风险,并提出科学防治对策。

系统部署,产学结合。2011年6月~2017年3月,广州海洋局在南海先后组织了10余个航次的野外调查工作,对神狐海域的可燃冰赋存区进行了多年度的系统调查,调查内容包括海底工程地质特征、地质灾害特征、海底环境监测、海洋生物特征、海水溶解甲烷含量、海水物理化学及水文特征、海表大气甲烷含量特征等,利用“海洋四号”“海洋六号”“探宝号”及“奋斗四号”科考船及多种调查手段,基本查明了可燃冰试采区的海洋环境特征,并就可燃冰勘查的环境影响进行了评价。结果表明,可燃冰钻探对试采区的海底环境基本没有影响。这些调查成果为可燃冰试采提供了良好的采前基线(即环境本底)。

开拓进取,有的放矢。试采目标确定后,环境评价项目组充分调研、咨询各方专家,就可燃冰试采的环境问题展开讨论。从试采区地层稳定性、储层稳定性、井口稳定性和井壁完整性等多方面充分论证,确保试采井口及地层的安全性,防止试采对海洋环境造成负面影响。

采前模拟,科学预判。试采作业前,广州海洋局对试采区进行了精细勘查,获取了试采区详细的地质、地球物理、地球化学及工程地质资料。通过对这些资料的综合研究发现,本次可燃冰试采的储层为粉砂质黏土储层,虽然开采难度大,但是其胶结性更强,可燃冰分解后对上覆地层土力学特征影响不大,不会发生层间蠕动、砂土液化等沉积物骨架流动的现象。所以,可燃冰试采不会造成地层沉降、塌陷等海底灾害问题。再加上可靠的固井质量,试采不会引起甲烷泄漏,能够避免相应的环境问题。

合理设计,防患未然。通过综合研究试采区海底地形地貌、工程地质和可燃冰储层等特征,最终将试采井位定在海底地形相对平缓区域,防止试采过程的扰动引起人为的地质灾害。为防止试采过程中发生甲烷泄漏,广州海洋局在固井组织方案实施等方面下了非常大的功夫,确保固井质量可靠后再进行试采。在试采过程中,广州海洋局对试采过程中产出的水、砂等副产品全部回收,并运回陆地进行净化处理后再排放。

试采未动,监测先行。为科学准确评价可燃冰试采的环境问题,在可燃冰试采前,广州海洋局就在试采井口周边布设了海底环境长期监测系统,对试采井海底环境进行长期监测。试采过程中,利用ROV携带甲烷传感器探头,对试采井口周边海水进行测量及观察井口地层沉降情况;同时利用甲烷传感器、二氧化碳传感器对试采平台周边大气及表层海水中的甲烷及二氧化碳含量进行实时监测,形成大气、海水、海底和井下四位一体监测体系,实现了对整个试采过程的实时监测。监测结果表明,试采井周边海水和大气甲烷含量均在正常范围内,表明本次试采没有引起甲烷泄漏以及海底滑坡等环境问题。

持续监测,合理评价。由于可燃冰的环境问题是一个长期的过程,本次试采结束后,未来2~3年内广州海洋局还将继续组织5~6个航次以长期监测为主的野外调查,跟踪评估可燃冰试采潜在的环境影响,为可燃冰资源开发提供科学依据。

(作者系中国地质调查局广州海洋地质调查局环工所高级工程师。)

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