越来越火的X射线三维显微CT技术为可燃冰开采助一臂之力

据国土部网站12日消息，从中国地质调查局获悉，截至6月10日14时52分，我国南海神狐海域天然气水合物试采已连续产气达31天，总产气量达到21万立方米，平均日产6800立方米。目前，产气过程平稳，井底状况良好，获得各项测试数据264万组，为下一步工作奠定了坚实基础。

说起可燃冰，它还真不是啥新鲜玩意儿。

从嘉庆十五年，大科学家法拉第的导师、英国化学家戴维爵士第一次合成，到1934年，堵塞前苏联铺设的通往欧洲的巨型天然气管道中的可燃冰块的发现，都未引起科学家们的重视。

直到三十年后，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，化开就是汹涌的天然气啊！这下成功吸引了专家们的眼球。燃烧后无污染、便于存储运输、可迅速再生等优点，可燃冰被誉为“上帝带给人类的礼物”。

随后，在美国布莱克海域、墨西哥湾、加拿大西海岸、日本御前崎近海、我国南海北部神狐海域都发现了储量惊人的可燃冰矿藏。保守估计，全球海洋中可燃冰储藏的碳含量约为1.2万亿吨，足够人类使用1000年。

然而河豚好吃，还是不要被毒死为妙。可燃冰的开采难度之大是业界不可置否的难题。可燃冰靠低温高压封存，如温度升高，水合物中的甲烷可能溢出；或者如冰块消融、压力回升，一旦控制不当，可能造成海底滑坡等地质灾害。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，谁就能尽享人生巅峰体验了。也就是说，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，而是能撩到它的技术。

此次可燃冰开采我国实现了六大技术体系二十项关键技术的自主创新，其中防砂技术中天然气水合物二次生成预防技术和储层改造技术更是保证可燃冰顺利、安全开采和储层、产能动态评价的技术核心。

下图（左）为我国在南海采集的岩心样品，其中白色斑点即为天然水气化合物。下图（右）为在水中的天然气水合物样品，可以看出，这种水气化合物涌出了大量的气泡。但是，仅仅依靠几张二维图片，能否精确的探明可燃冰的形态、分布以及研究水气化合物生成和分解的动态变化过程呢。答案是否定的。

于是，作为此次可燃冰试采工程专家，北京大学海洋研究院卢海龙教授及其所带领的团队，致力于可燃冰开采工艺及配套装备研发的清华大学研究生院陈道毅教授团队，均不约而同的想到并引进了X射线三维显微CT技术。

X射线三维显微CT技术是一种依据外部投影数据重建物体内部结构图像的无损检测技术。可以非接触、非破坏性地检测物体内部结构，得到没有重叠的数字化图像，不仅可以精确的给出物体内部细节的三维位置数据，还可以定量的给出细节的辐射密度数据，这是任何其他无损检测手段所不具有的重要特点。

天然气水合物生成在介质的孔隙中，由于介质的密度较大，对X射线吸收强烈，很大程度掩盖了星星点点的水合物对X射线的吸收表现。使用低分辨率的工业CT或是医用CT，均不便于观察。而基于先进的吸收衬度成像、相位衬度成像和超分辨成像技术， X射线三维显微CT便可以完成对较细沉积物颗粒精确定位和测量。

天津三英精密仪器股份有限公司研发生产的全岩心CT扫描仪和全岩心3D数字成像移动检测中心，针对勘探、石油、地质领域样品特点，量身打造的三维立体无损成像检测设备，可有效保护全直径岩心的原始状态，最大限度的确保了全直径岩心在后续研究探索中的利用率，提供岩心内部复杂组构的数字化三维表征与分析，对资源潜力、储量和开发效果做出快速的预估和评价。

高适应性的CT系统，可灵活安装在卡车、移动箱体、海上平台，适应各种野外现场勘探、实验室建设、钻井平台作业需求，实时、现场完成全岩心内部结构的三维成像和数据分析，诸多的优点必将成为地质勘探领域强有力的研究手段之一，为全面进军深海磨砺宝剑，开拓创新。