可燃冰极简史

　　可燃冰不是啥新鲜玩意。

　　嘉庆十五年，大科学家法拉第的导师、英国化学家戴维爵士用气和水合成一种新产品，不叫汽水，叫气体水合物，固体。这东西在常温、常压下很不稳定，会很快还原成气和水，所以科学家们认为，自然界不会存在这种奇葩。

　　是的，那是1810年。可燃冰，就是一种气体水合物。

　　气体+液体=固体，这款毁三观的公式是这样搞出来的：

　　高压低温下，气体分子如果胆敢跑来和水分子鬼混，水分子就会腹黑地拉起氢键小手，结成小笼子，囚禁这些个气体分子，变成小笼包（笼形包络结构）。

　　这些小笼包用节俭的构架周而复始地排开去，就成了我们熟悉的晶体，宏观看上去像冰。

　　很显然，这种“冰”能不能烧，主要看囚禁的是什么气体。如果手贱囚禁了二氧化碳，那就只能灭火，不能点火。

　　那些可以烧的“冰”，我们管它叫“可燃冰”。

　　气、液勾搭成固体，自然是极省体积的。

　　100升可燃冰，能释放16400升（16.4m3）天然气，汽车百公里消耗天然气大约8m3，所以100升冰冰可以让轿车跑200多公里（不如汽油），比5万公里少了差不多5万公里。

　　这里说的天然气，是常压天然气。在加气站里加的，是压缩天然气CNG，压缩倍率是200:1。而液化天然气LNG，压缩倍率是600:1。

　　也就是说，如果把100升可燃冰释放的164m3常压天然气，误读成大约170m3的CNG，就会算出大概5万公里。如果误读成170m3LNG，就成15万公里了。

　　说回冰冰。

　　1934年，前苏联为了顺畅地把天然气卖给欧洲，铺设了巨型天然气管道。可是，管道虽巨，却依然会堵。打开管道，一看，是冰，一烧，能着。然而并没有什么鸟用，天然气有的是，直接烧就好，神经病才会把它变成冰再烧。所以当时人们研究的重点是，怎样避免管道里生成这碍事的玩意儿。价值定位不对，就算包邮附赠，也没人买单。

　　三十年后，1965年，还是前苏联，在西西伯利亚的麦索亚哈永久冻土带，尤里·麦考冈发现了这个熟悉的冤家，原来天然气水合物可以在自然界形成矿藏，这就完全不一样了，丫化开就是汹涌的天然气啊！这下成功吸引了专家们的眼球。

　　为啥老是前苏联呢？因为低温、高压啊，记牢了气体水合物的孕育条件，外行也能大致猜得出怎么开采它了：加热、降压...

　　1970年，前苏联开始在麦索亚哈商业开采可燃冰。本来呢，这是个常规天然气田，气层在500米厚的常年冻土层中。在气层上面，就是可燃冰层。天然气被采出去后，压力一降，被囚禁的天然气逃出水牢，默默地补充气层，保持了产气量。无形中运用了朴素的降压开采法。这个可燃冰矿，上面有个好盖子，不会漏气，还有缓冲气层，十分难得，所以，这是人类第一个、也是迄今为止唯一一个商业开采的可燃冰气田。

　　其实，在我们开采的常规天然气中，如果含水量比较高，说不定某些就是可燃冰那妖精偷偷变的。

　　也是1970年，美国东部搞深海钻探，取出了冰冷的沉积物岩心，却发现这货美得直冒泡。UC震惊部表示美国佬惊呆了。直到第二年，斯托尔等美国学者在岩心中找到可燃冰本人，才拷问出冒泡原因：离开了低温高压的海底，小笼包就解体，气体囚徒嗤嗤越狱。斯托尔正式提出了“天然气水合物”的概念。美国布莱克海台可燃冰储量相当于约180亿吨油当量，够美国用100多年。

　　1974年，前苏联也在黑海发现了海洋可燃冰。

　　1979年，老美在墨西哥湾取出91.24米的可燃冰岩心，证明了这玩意儿可以在海底成矿。此后，美国海域纷纷发现可燃冰矿藏。

　　1995年，美国东部海域一系列深海钻探证明，该矿藏具有商业开发价值。

　　到1997年，以美国为首的深海钻探组织，在美国、中美洲、日本等10个深海地区发现了大规模天然气水合物矿藏。

　　1998年，日本伙同加拿大，在加拿大西北搞水合物钻探，搞到37米水合物岩心。加拿大西海岸的一个可燃冰矿藏，储量是美国布莱克海台的10倍。

　　次年，日本在其静冈县御前崎近海挖到可燃冰。储量够日本使用140年。

　　在极地，在大海，在深湖，在高原...有江湖，就有可燃冰矿的传说。尤其是，在外大陆边缘，沉积了大量有机物，天然气丰富，所以可燃冰广泛存在。

　　可燃冰越找越多，储量分布逐渐浮出水面，人们估算，这货的碳储量，超过石油和天然气矿的2倍，够人类使用1000年，妥妥的未来能源之王啊，拯救人类就靠你了！

　　并且，可燃冰天然气的主要成分是甲烷，占比80%以上。烧甲烷，比烧煤、石油、天然气污染都小很多。

　　该大的大（储量），该小的小（污染），这么完美，那就采出来用呗！把能源短缺、环境污染、世界和平一揽子解决了，从此共享生命大和谐，还等个种子？

　　事情永远不会那么简单，上帝给你打开一扇门，一定贴心地给门焊上铁栅栏。

　　甲烷是强温室气体，温室效应比二氧化碳高20多倍。

　　谁敢把可燃冰随便从海底地下拿出来，它就敢随便挥发到大气层，带来灾难性的大气污染。

　　还有，可燃冰和海底地下沉积物缠绵胶结，保持稳定。开采不当，就像抽积木游戏，很容易幼发拉底哦不诱发海底滑坡、地震、甲烷爆发式逸出等地质灾难。

　　河豚好吃，还是不要被毒死为妙。所以，厨艺就成了当务之急。谁抢先掌握了可燃冰商业开采技术，谁就能金链烤串扒蒜妹，尽享人生巅峰体验了。

　　宁当风口猪，刮进宝马哭；不做触顶龙，跌下满地红。赶紧的！

　　2002年，加拿大、日本、德国、美国、印度等5个国家的9个机构投资合作，开始在北极搞可燃冰生产测试。

　　2007年，中国在南海北部钻取可燃冰首次采样成功，证实了这里可燃冰资源丰厚。

　　2008年，加拿大和日本再次联手，在冻土层试验开采可燃冰成功。

　　2009年，中国在青藏高原发现可燃冰，成了在陆域钻取可燃冰样品的第三个国家，证明这玩意儿在中低纬度冻土层照样可以有。

　　2013年，日本首次试验开采海底可燃冰成功。不得不说这是一个突破，不过，连续生产5.5天、产气13000立方米后，海底流砂堵住了井筒，终结了这场很有前途的开采试验。这次开采还是庸俗的降压法。

　　虽说连续生产不到6天，却也相当不易了。石油人都知道，油气难采，但好歹它们是液体、气体，只要想办法把油气赶进井里，喷不出来也抽出来了。但可燃冰是固体，你得先想办法让它变成气体，才能把它赶进井筒，这就比开采油气凭空多了一大步骤。这个步骤，就能让它的开采成本噌噌上蹿。

　　比方说，你用热激化法，让可燃冰分解，得到天然气。但它连续分解，会导致周围温度下降，于是加温的成本越来越高。

　　根据抽积木原理，不管用什么法，最大难点在于：维护稳定大局，防止甲烷外逃。

　　那么大储量，却又贵，又不稳定，这就尴尬了。好在各国的投资没有白扔，除了传统的降压、升温法，又提出了N种开采办法，比较典型的：

　　化学试剂注入法。给可燃冰矿打吊瓶，注入盐水、甲醇、乙醇等药品，破坏其相平衡条件，使之分解。

　　二氧化碳置换法。水分子囚禁二氧化碳更容易。于是，二氧化碳注入可燃冰储层，就可以替换出甲烷。这是日本人的发明。

　　矿泥浆开采法。让可燃冰原地分解，把这些气、液、固体混合的矿泥浆，导入生产设施彻底分解，搞到天然气。

　　可惜技术不成熟，这些大法摆不脱四大魔咒：价格贵、见效慢、污染高、稳性差。

　　所以，近日嗨翻央视、引来国家贺电、刷爆朋友圈的，不是遍布地球的可燃冰本人，而是撩到她的技术。

　　2017年5月4日，日本宣布技术开采海底可燃冰成功，日本人为啥没喜大普奔呢？因为他们认为，本次试验开采没达到目标。啥目标？他们没明说，只说要调整商业开采计划。也就是说，跟冰冰相亲时只是加了个微信，在哪儿给孩子买学区房这事儿得往后放放了。

　　放了不到半个月，5月18日，咱国也宣布在南海北部神狐海域试采可燃冰成功，并且是世界首次实现泥质粉砂型天然气水合物安全可控开采，持续8天，平均日产天然气1.6万m3，达到国际“7天、1万m3”的试采成功标准。

　　大概是保密需要，技术方面没有详细报道，从有限的新闻中，可以看到“冷钻热采”、“高温脉冲热激发”之类的技术，当然也少不了端庄的降压法。

　　不管啥技术，作为试采，它的关键在于：安全、持久。

　　从报道上看，这次做到了，冰冰都答应跟咱看电影了，离生娃大计又近了一步。确属突破，可喜可贺。

　　不过，“领跑全球”还言之过早。

　　因为，实现商业化开采，目前来看，仍是路漫漫其修远兮，大家都在上下摸索，谁知道谁会摸个技术突破，谁又知道谁会未婚先孕提前按揭学区房呢？

　　革命尚未成功，同志仍需努力。

　　可燃冰储层之复杂、矿藏结构之脆弱、干扰因素之杂多，开采中，对地下地上工区的“实时精控”要求必然很高，这就要借助于日新月异的人工智能。

　　AI可以打败李世石、战胜柯洁，也可以帮助我们搞赢冰冰。

　　可以想见，未来，除了硬件设备、技术流程的革新，软件智能化勘探开发是必然选择，比如RMS三维建模、Transform微地震实时监控、Ecrin油气藏动态流动分析之类，必然会随着升级换代，在未来能源开发中发挥越来越大的作用，助力咱国率先踏上可燃冰商业化开采的康庄大道。