“麥肯澤”計劃:國家層面的政治貪婪廣告,卻多年無法付諸實施

“麥肯澤”計劃:國家層面的政治貪婪廣告,卻多年無法付諸實施

【代號名稱】“麥肯澤”計劃

【規範稱呼】加拿大北方策略:我們的北方、我們的遺產、我們的未來

【英文名稱】MacKenzie Project

【密級】公開

【發起者】加拿大聯邦政府

【行動時間】2009年7月26日

【目的】北極天然氣爭奪計劃

“麥肯澤”計劃:國家層面的政治貪婪廣告,卻多年無法付諸實施

加拿大要求的北極地區範圍

【背景】

近年來,隨著北極冰塊融化加速,北極周邊各國對這一區域主權的爭奪加劇。

2007年8月,俄羅斯在北極探測的研究船利用深海探測潛艇在北極海底插上一面鈦合金制國旗,宣示俄羅斯對該區域的主權。為解決各種爭端,2008年,加拿大、俄羅斯、美國、丹麥和挪威召開了北方五國高峰會,同意通過科學研究提供證據來決定北極的主權問題。

2008年7月中旬,美國和加拿大宣佈將再次聯合派團考察油氣資源豐富的北極大陸架,希望科學家們能夠幫助劃定兩國之間的大陸架界限,確定各自的主權和權利。

2009年6月,加拿大外長坎農曾宣稱,加拿大是“北極超級大國”,將在科學數據、國際法和世界領先技術的引導下,保證對北方資源的所有權。

北方資源的所有權?什麼資源?眾所周知,除了石油、金屬礦藏、稀土以外,還有一種嶄新的戰略資源—— 天然氣水合物。

人們從開始認識天然氣水合物到確認它是天賜人類的巨大資源,經歷了漫長而艱辛的歷程,其研究歷史最早可追朔到1810年漢弗萊·戴維偶然發現氯氣水合物,但水合物的晶體結構直到20世紀50年代才得到確定,近200年的研究歷程大致可分為以下3個階段:

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漢弗萊·戴維,英國化學家、發明家,電化學的開拓者之一

第一個階段(1810-1934年)為純粹的實驗室研究。這一階段科學家在實驗室確定哪些氣體可以和水一起形成水合物以及水合物的組成,最具代表性的是1810年英國皇家學會學者漢弗萊·戴維在實驗室首次人工合成了氯氣水合物,隨後其他氣體水合物相繼合成,並引起了各國化學家對其化學組分和物質結構的激烈爭論。但歷經百年,人們對氣體水合物在自然界的存在仍知之甚少。

第二階段為天然氣水合物研究快速發展階段(1934-1993年),這一階段的研究重點是工業情況下水合物的預測和消除技術。20世紀30年代,人們發現輸氣管道內形成白色冰狀固體填積物,石油工業者便把主要的精力放在如何消除天然氣水合物堵塞管道方面,在這一階段,水合物研究獲得了快速的發展:兩種主要氣體水合物的晶體結構得到確定、基於統計熱力學的水合物熱力學模型誕生、熱力學抑制劑在油氣生產和運輸中得到廣泛應用、在陸地永久凍土帶和海底陸續發現了大量的天然氣水合物資源,1968年蘇聯在開發麥索雅哈氣田時,首次在地層中發現了天然氣水合物礦藏,並採用注入化學劑等方法成功地開發了世界上第一個天然氣水合物礦藏,掀起了20世紀70年代以來空前的水合物研究熱潮。

第三階段(1993年至今)以第一屆國際水合物會議為標誌,為天然氣水合物研究全面發展和研究格局基本形成階段。天然氣水合物作為人類未來的潛在能源在世界範圍內受到高度重視。同時油氣生產管道水合物抑制技術開發、天然氣水合物資源勘探與開發、溫室氣體的水合物法捕集和封存等作為天然氣水合物的基本研究格局基本確定。

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天然氣水合物分子三維模型

自然界天然氣水合物樣品的賦存儲層有砂岩型、砂岩裂隙型、細粒裂隙型水合物、分散型水合物。由於目前天然氣水合物的資源勘探工作還有待深入,所採用的標準不同,所以各個研究機構對全世界天然氣水合物儲量的估計值差別很大。據潛在氣體聯合會估計永久凍土區天然氣水合物資源量為1.4×10∧13-3.4×10∧16m3,包括海洋天然氣水合物在內資源總量為7.6×10∧18m3,而日本學者Yanazaki Akira預計世界天然氣水合物的儲量,海域水合物是陸上水合物的幾十倍。目前大多數學者認為儲存在天然氣水合物中的碳至少有1×10∧13t,約是當前已探明的所有化石燃料(包括煤、石油和天然氣)中碳含量總和的兩倍。

那麼,世界的天然氣水合物分佈在哪裡?

1972年,ARCO-埃克森公司在阿拉斯加獲取天然氣水合物岩心樣品,1975年,加拿大獲取凍土天然氣水合物樣品。20 世紀70年代初,以美國為首、多國參與的“深海鑽探”計劃將天然氣水合物普查和探測納入計劃,之後“大洋鑽探”計劃於1985年正式實施。

可以說,加拿大是最早加入到天然氣水合物爭奪的國家之一,而“麥肯澤”是加拿大最重要的項目。“麥肯澤”三角州凍土天然氣水合物的試採,還要回到1975年,加拿大獲取凍土天然氣水合物樣品後,進行了凍土水合物資源勘察等工作;

2002年,日本聯合多方在加拿大西北部用加熱法開採水合物獲得成功,單井日產約480m3;

2007-2008年,日本聯合多方在加拿大西北部繼續進行天然氣水合物的試採,用降壓法開採水合物獲得成功,單井日產約5300m3。

至此,天然氣水合物的開採技術似乎已經成熟了。開始膨脹的加拿大因此發起了“麥肯澤”計劃(MALLIK)——爭搶資源。

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北極,面臨著眾多國家的獠牙

【行動經過】

加拿大聯邦政府2009年7月26日,公佈最新的北極政策報告,宣稱加拿大對北極離岸資源擁有主權,並提出本國北方地區發展策略。加拿大政府的這份報告名為《加拿大北方策略:我們的北方、我們的遺產、我們的未來》,27日由外交部長坎農在一個新聞發佈會上首次公開。

報告總結了加拿大政府北極策略的4個主要方面——主權、社會、經濟發展以及環境和管理改革。稱將採取一系列具體措施,把加拿大塑造成一個領導北極未來的全球領袖。

在主權方面,加拿大將建立最大的破冰船,協助北極海軍巡邏艇的工作。在南尼斯維克建立深海港,作為船隻加油之用。

在經濟改革方面,將實施“麥肯澤”三角洲天然氣水合物計劃,在北方建立一個長達1200公里的天然氣管道,“麥肯澤”計劃將部分歸當地原住民所有。

“麥肯澤”的主要狀況為:

深度800-1100m,厚度110m;

採用砂岩開採法;

開採方式為:2002年注熱鹽水、降壓;2006-2008年降壓;

研究週期為:2002年:14天;2006-2008年:7天。

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“麥肯澤”三角洲夏季衛星圖

【後續】

在幾部技術尚未驗證完整的情況下,“麥肯澤”計劃在急躁的情緒引導下匆匆上馬了,可迄今為止的現實是殘酷的。


【關聯性】

“麥肯澤”計劃屬於社會發展計劃,這種計劃,“歷史脈動”曾經發布過一個:


【影響】

截至目前,“麥肯澤”計劃的進展微不足道,因此這更加說明了計劃的政治意義而已,除此以外,沒有給加拿大帶來任何的益處。

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【評論】

坎農表示,北極是加拿大的一個重要組成部分,加拿大也是在北極的重要力量。目前,“北極是政府的首要關注點之一,其重要性要遠超過去幾十年。”這位外長強調,“北方策略一直以北方人民為中心展開,當然發展北方最終的目的是保證所有人類都能從經濟和社會發展中獲益。”

2017年,中國在南海出其不意地開始了擁有自主知識產權技術的天然氣水合物的試採,並且成果遠超預計。這是世界首次成功的商業化開採,也標誌著世界商業化開採天然氣水合物的技術走通。但加拿大並沒有中國這種技術能力,因此,“麥肯澤”計劃基本屬於政治宣言——我在北極有明確不容侵犯的利益。

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【相關資料】

1、“麥肯澤”計劃的目標劍指天然氣水合物,天然氣水合物就是“可燃冰”,是由水和天然氣在高壓低溫環境下形成的冰態、結晶狀、超分子、籠形化合物,主要分佈在水深大於300m的海洋及陸地永久凍土帶,其中海洋天然氣水合物資源是全球性的。天然氣水合物的顯著特點是分佈廣、儲量大、高密度、高熱值,1m3天然氣水合物可以釋放出164m3甲烷氣和0.8m3水。據估計,全球天然氣水合物的資源總量換算成甲烷氣體約為1.8×10∧16-2.1×10∧16m3,其有機碳儲量相當於全球已探明礦物燃料(煤炭、石油和天然氣等)的兩倍。

因此,天然氣水合物將有望成為繼頁岩氣、緻密氣、煤層氣、油砂等之後的儲量最為巨大的接替能源。天然氣水合物巨大的資源潛力以及對環境的潛在影響等吸引著世界各國勘查、實驗開採以及配套環境影響評價工作的不斷深入,美國、加拿大、德國、挪威以及我國周邊的日本、印度、韓國等國家都制訂了天然氣水合物長期研究計劃。目前, “一陸三海”的格局初步形成,一陸以北極凍土帶的加拿大麥肯澤三角洲、美國阿拉斯加為主,3海包括墨西哥灣、印度沿海、中國南海和日本海。

加拿大凍土帶“麥肯澤”三角洲計劃、英國石油公司牽頭的“阿拉斯加熱冰”計劃、雪佛龍牽頭的墨西哥灣深水試開採3個實驗性開採工業聯合項目吸引了諸多國家、研究機構的參與,並已經取得初步成果。我國在南海北部陸坡東沙、神狐、西沙、瓊東南4個海區開展了水合物資源調查,2007年、2013年成功獲取海域水合物岩心,初步證實我國海域具有廣闊的天然氣水合物資源前景。據國土資源部研究者估算,僅南海天然氣水合物的總資源量就達到6.435×10∧10-7.722×10∧10toe,約相當於我國陸上和近海石油天然氣總資源量的1/2。

如何安全合理地利用好大自然給予人類的巨大資源——海洋天然氣水合物資源,克服其所帶來的負面影響,需要我們全方位、多層次、多學科地開展水合物相關的科學研究和工程開發技術研究,從而有望在不久的將來使這一能源真正造福於人類。總體而言,我國天然氣水合物資源勘察評價和試採技術與國外先進技術有很大差距。從國家層次和戰略高度對天然氣水合物研究與開發做出重大抉擇,開展相關戰略研究,儘快制訂國家的研究和發展計劃,具有深遠的意義。

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2、天然氣水合物開採機理天然氣水合物與常規傳統型能源不同,其在埋藏條件下是固體,在開採過程中分解產生天然氣和水。針對天然氣水合物這一性質,其開採基本原理都是圍繞著如何改變天然氣水合物穩定存在的溫度、壓力條件,促使其分解,進而產出天然氣。天然氣水合物資源勘探與試採技術研究現狀與發展戰略藏溫度,或者向水合物藏中注入化學劑等使處於A點穩定狀態的水合物發生分解,其中雙點劃線為注入化學劑引起的相平衡曲線移動。

據此,天然氣水合物開採技術大體上可分為3類:降壓法、注熱法、化學劑法。同時CO2置換開採、就地氧化還原等方法也在探索中。

1971年,蘇聯成功開發位於麥索雅哈氣田區域的凍土天然氣水合物,成為迄今為止世界上第一個實現開發的水合物礦體。2002年,日本在加拿大西北部用加熱法開採水合物獲得成功;2007年,加拿大等將繼續在西北部進行注化學劑法開採水合物藏試採;2012年美國在阿拉斯加採用CO2置換法進行凍土天然氣水合物試採。2013年3 月12-18日,日本在其近海成功實施了世界上第一次海域天然氣水合物試採。

麥索雅哈氣田位於俄羅斯西伯利亞克拉斯諾雅爾邊區的烏斯季-葉尼塞永久凍土地區,是典型的具有下覆自由氣的天然氣水合物藏。是目前世界上唯一一個進行過商業化開採的天然氣水合物藏,其基本開採方法為利用降壓和注入化學劑(如甲醇和CaCl2)的方法斷續開採17年後停止開採。

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3、目前主要開採技術:

  • 凍土和海域試採僅在成巖/砂層天然氣水合物礦體,實施時間短;

  • 目前思路為借鑑常規油氣的開發方法,採用常規油氣開採理論和技術,通過降壓、注熱、注劑等以氣體形式進行短期測試;

  • 非成巖水合物的開採現在還是空白也是世界科技的前沿,凍土和海域試採僅在成巖/砂層天然氣水合物礦體,採用常規油氣開採理論和技術,通過降壓、注熱、注劑等以氣體形式進行短期測試;

  • 儘管美國、加拿大、日本在北極凍土區域、日本近海進行了短期的天然氣水合物藏試採技術測試,但制約天然氣水合物開發的技術瓶頸“環境安全和高效開發”還沒有真正解決,包括環境安全、裝備安全、生產安全的風險。

4、世界天然氣水合物現場試採項目概況

名稱 儲層特性 開採方式 研究週期

俄羅斯麥索雅哈:儲層深度700-800m,厚度84m,砂岩降壓注化學劑斷續生產,17年36%

阿拉斯加北坡:厚度40-130m,飽和度75%,砂岩,確定4個長期試開採點降壓、CO2置換,2003-2005年資源描述、2006-2009年試驗、2009-2012年試採

日本愛知:海水深1000m,埋深300m,砂岩、降壓、陸地技術驗證基礎上,2013年3月12日

墨西哥灣:水深2000m,埋深300m,室內模擬 2012年前資源描述試驗,2013-2015年試採相平衡曲線地溫梯度等溫線滲透層深度/m天然氣121#溫度/°C水水合物層永久凍土帶。

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【代號說明】

“麥肯澤”計劃,也有譯作“馬更歇”計劃。

本行動計劃的代號比較直觀,就是用行動計劃所在地的地名命名,這種背山起樓的做法很是有“偷懶”的意味,這在軍事行動中只出現在諸如“奧斯特里茨戰役”、“凡爾登戰役”、“克里米亞戰爭”等,雖然直接,但戰前是無法使用的。

好在“麥肯澤”計劃屬於社會發展計劃,而這種計劃一般而言是不需要格外保密的,相反需要明晰、淺顯、易懂、易記,“麥肯澤”計劃便是如此。


【精彩往期回顧】





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