实施我国天然气水合物钻探航次的Bavenit号
2007年6月，一个振奋人心的消息从南海传回广州，传到北京，中国科学家们在南海钻探的3个站位上成功获取天然气水合物样品。
取自南海北部神狐海域海底以下190米处的深海海底沉积物，细腻、密实，细小的白色斑点分散其中，又迅即消失。这些白色斑点，即是被誉为21世纪新能源的“可燃冰”——天然气水合物。
天然气水合物释放出高纯度的甲烷气体，这些来源于中国南海1250米水深海底以下的深海火种，被科学家收集、点燃，跳动的蓝色火苗点燃了中国人的新型能源梦。
这是我国首次获得天然气水合物的实物样品，是中国开展海域天然气水合物资源调查以来最振奋人心的重大发现！成为中国新型能源发现史上的一个重要里程碑。
天然气水合物样品的获得，以确凿的事实验证了我国海洋地质工作者1999年以来开展天然气水合物资源调查获得的地质勘查资料的准确性，证实了我国南海北部的辽阔海域蕴藏着巨大的天然气水合物资源潜力。
作为本世纪最理想的替代能源，天然气水合物在中国南海的发现，将为实现我国经济、社会可持续发展，提供能源保障奠定一个坚实的基础。
艰苦探索 追赶世界的脚步
2007年4～6月，中国地质调查局张海启博士、广州海洋地质调查局杨胜雄博士分别担任前后两个航段的首席科学家，带领中国科学家登上辉固国际(香港)有限公司Bavenit号钻探船，开始了在我国南海北部的天然气水合物钻探航次。
这是中国在经过9年艰苦的天然气水合物资源调查，取得大量调查成果的基础上，首次开展天然气水合物钻探。在两个航段共54天时间里，科学家完成了8个站位的钻探，并在其中的3个钻探站位取得高含量的天然气水合物样品。
在探索天然气水合物资源的道路上，中国正加快步伐追赶着世界的前沿。
许多科学家相信，天然气水合物最有希望成为“21世纪最理想的、具有商业开发前景的新能源”。这种由天然气与水分子在高压、低温条件下形成的一种固态结晶物质，储量巨大、埋藏浅、能量密度高、分布广、规模大。有科学家估算，它在全球总资源量估计可达1018m3，相当于全球已知煤、石油和天然气的2倍。有政治家(美国政府顾问迈克尔D.马克斯)曾经预言：“天然气水合物将可能改变现在的地缘政治模式，美国、日本、印度等国家可能实现能源自给……现存的世界能源贸易将彻底改变。”
在天然气水合物资源的调查研究上，我们曾经远远落后于世界。
20世纪70年代以来，美国、日本、印度等国纷纷将天然气水合物列入国家级研究开发计划，对它展开了广泛深入的研究，并在世界各地展开钻探，不断获得新的成果和研究进展。
但直到1985年，中国学者才开始在学术杂志上介绍这种新的资源。为了解决我国能源紧缺的不足，1998年，作为国家基础性、公益性和战略性海洋地质调查研究机构的广州海洋地质调查局，首次提出在我国南海北部陆坡开展甲烷水合物资源调查与评价的建议，因而受到关注。
1997年7月始建的中国地质调查局，发出了以高新技术、新思路开展新一轮地质大调查的号召，时任中国地质调查局局长的叶天竺先生在听取广州海洋地质调查局关于开展这一新型后备能源调查的建议后，当即表示“予以支持”。1999年10月，在国土资源部中国地质调查局新启动的地质大调查经费支持下，广州海洋地质调查局完成了500千米深水高分辨率多道地震调查，首次在我国南海北部西沙海槽区发现这一海域存在天然气水合物的地震指示标志——深部似海底反射(BSR)，第一次初步发现了我国海域天然气水合物资源存在的踪影。我国天然气水合物实质性调查和研究就此拉开序幕。
通过对常规地震资料的解释分析和连续3年展开的天然气水合物前期调查，在我国南海北部多处海区发现了多处天然气水合物的地质、地球物理、地球化学的多信息证据，从而得到了国家的高度重视。“因此，加强天然气水合物调查评价是贯彻实施党中央、国务院确定的可持续发展战略的重要措施，也是开发我国21世纪接替能源，改善能源结构，增强综合国力及国际竞争力和保证经济安全的重要途径。”2002年，国家批准在我国海域开展天然气水合物资源调查与评价，广州海洋地质调查局负责项目总体实施。
从1999年开始至今的9年间，广州海洋地质调查局完成了南海北部东沙、神狐、西沙、琼东南4个海区共16个航次的综合调查与研究，获得了3万多千米的高分辨率地震资料、350平方千米的三维地震资料、2.8万多千米的多波束测量资料以及一大批的地址取样、海底摄像和海底热流测量基础资料等，证实了我国海域存在着天然气水合物；调查发现南海北部陆坡具有良好的天然气水合物资源远景，并初步圈定了南海北部陆坡天然气水合物资源远景最有利的重点目标区。
但是，中国海域是否真的存在天然气水合物？在没有获得实物样品之前，很多人，包括许多专家学者仍然心存疑虑。
2004年，中德两国展开政府间合作，在南海北部陆坡开展甲烷和天然气水合物分布、形成及其对环境的影响研究，中德两国科学家利用先进的调查船——德国“太阳号”开展代号为SO177航次的海上科学研究，取得了丰富的研究成果，在南海北部东沙海域发现了世界上最大的自生碳酸盐岩等一系列显示天然气水合物存在的证据。但没有获取到浅表层天然气水合物的样品，成为参与这项研究的中德两国地质学家们的一个遗憾。
随着调查研究的深入，广州海洋地质调查局认为，南海北部海域在海底浅表层形成天然气水合物的条件并不优越，通过地质取样这一手段获得天然气水合物的可能性不大。因此，从2005年开始，选定目标实施钻探，成为中国海域天然气水合物资源调查的新任务。
神狐海域成为新的目标，这里从2003年展开区域概查，已经发现了显著的天然气水合物的地震标志BSR。
2006年酷暑，原中国地质调查局局长孟宪来在听取汇报后，果断决策，及时指挥调整工作部署，广州海洋地质调查局调集船只，集中力量，争分夺秒，抢在海上作业季节，当年完成了对新目标区的加密调查。
经过近两年的技术、商务等准备，作为我国天然气水合物钻探的重要目标区，广州海洋地质调查局从神狐海域调查区中提出井位建议。同时，选定辉固国际(香港)集团公司承包海上天然气水合物钻探航次。
人们期待着钻探的成果。担任项目技术专家会主任的中国科学院院士李廷栋，把钻探航次比作“淮海战役”，指出它深具战略意义，期待着“一炮打响”。
天然气水合物释放的气体被首席科学家杨胜雄点燃
科技支撑 实现首钻见“冰”
从前期调查开始，中国海洋地质工作者广泛吸收世界各国天然气水合物调查研究先进经验，针对我国现有的调查手段和技术，不断开展具有自主创新的技术攻关，以高起点、高科技来支撑和推动这项事业的发展。
1999年，下拨到广州海洋地质调查局用于开展天然气水合物前期调查的经费颇为拮据，仅够采用常规二维地震方法开展调查。尽管没有把握一定能有所发现，但鉴于对南海北部复合型被动大陆边缘、地质构造复杂、天然气水合物资源埋藏相对较深、难于探测等特殊地质背景的认识，决策者们果断决定：用新引进的高分辨率地震方法展开调查。
结果证明，采用这一新调查手段的决定是正确的。在南海西沙海槽首次获得的实验剖面上，清晰地展现出天然气水合物存在的地球物理标志——深部似海底反射(BSR)，得到了包括傅家谟、汪集旸、金庆焕等院士和专家们的认可，调查工作迅速打开局面。由此，我国天然气水合物资源调查逐步明确并坚持走上了一条以高清晰度、高分辨率为核心的高技术调查研究的道路。
这是一个全新的领域，中国人没有经验。因此，调查工作借鉴了油气勘探工作的一些步骤和方法，通过区域概查展开，在发现异常后，再对重点的地址目标从南海北部的广大区域一步步缩小到重点目标区。
同时，他们不断学习应用国际上的成功经验，广泛运用地质、地球物理、地球化学多手段综合调查方法，在我国南海北部发现了由深至浅，最后到海底表层所存在的与天然气水合物相关的多层次、多信息异常标志，包括深部似海底反射(BSR)+空白带(BZ)至浅部气烟囱+海底微地貌和碳酸盐岩结壳+底水及沉积物地化异常四位一体的充分证据，有力证实了我国海域天然气水合物资源的存在。作为广州海洋地质调查局基层科技人员，从项目成立之初，梁金强教授级高级工程师和他的研究室科技人员们一直专注天然气水合物调查资料综合分析和解释工作，他自信地说：“目前世界上已经证实可显示天然气水合物存在的证据，在南海北部都得以发现。”
同时，广州海洋地质调查局及国内其他相关单位开展了相应的研究工作。对天然气水合物技术方法、环境效应、资源综合评价和勘探开发战略等进行了深入研究，为调查与评价提供了科学依据和技术方法支撑。
国家“863”计划对这一新型后备能源的勘探给予了持续不断的支持。早在1998年，就对中国地质科学院吴必豪研究员主持的“海底天然气水合物资源探测关键技术”预研究给予资助，现任广州海洋地质调查局副总工程师的张光学即在这一经费的支持下，展开海底天然气水合物地震探测技术的追踪研究。2000年，“863”计划进一步对这一技术研究进行了支持，优先启动资助了“天然气水合物地震识别技术”研究，由广州海洋地质调查局和同济大学联合承担，时任广州海洋地质调查局二海大队总工程师的杨胜雄担任了这一项目的负责人。
2002年，在国家设立专门项目开展天然气水合物资源调查的同时，“863”计划及时启动了“天然气水合物探测技术”课题研究，从地震识别技术、地球化学探测技术、综合评价技术和保真取样技术4个方面开始了高技术的探索。广州海洋地质调查局作为课题的依托单位，在副总工程师吴能友博士牵头下，联合国内多家科研机构展开攻关。到2005年，最终初步形成了适合我国海域特点的天然气水合物探测技术系列，为我国海域天然气水合物资源调查与评价提供了有力的高技术支撑。
深邃的海底是天然气水合物矿藏形成的最佳场所，地球有70%以上的面积是海洋。科学家们分析认为，天然气水合物在海洋中有条件成矿的面积约占全部海洋面积的30%以上。目前，全球已在100多处发现有天然气水合物资源的存在，但却仅在其中15个地区通过钻探和表层取样获得实物。在南海南部，2006年由许多科学家共同参与了综合国际大洋钻探计划实施钻探，但没有获得天然气水合物样品。因此，要准确钻中目标获取到冰雪状的天然气水合物样品，还是一个世界性的难题，带有极大的偶然性。
深邃的海底是天然气水合物矿藏形成的最佳场所，地球有70%以上的面积是海洋。科学家们分析认为，天然气水合物在海洋中有条件成矿的面积约占全部海洋面积的30%以上。目前，全球已在100多处发现有天然气水合物资源的存在，但却仅在其中15个地区通过钻探和表层取样获得实物。在南海南部，2006年由许多科学家共同参与了综合国际大洋钻探计划实施钻探，但没有获得天然气水合物样品。因此，要准确钻中目标获取到冰雪状的天然气水合物样品，还是一个世界性的难题，带有极大的偶然性。
为提高我国实施天然气水合物钻探目标的命中率，2005年，“863”计划紧急启动了“南海北部海域天然气水合物首钻目标优选关键技术”研发课题，广州海洋地质调查局牵头，副总工程师张明教授担任课题负责人，和中国地质大学一起展开攻关。
当时，国内并没有针对天然气水合物钻探目标的调查手段和现成的方法，就连国外公开发表的论文资料也没有这方面的实质性内容，现有的技术装备和调查条件也很有限。对此，课题组大胆提出了单震源单电缆的高分辨率三维地震调查方法，经过反复实验研究，提高定位精度，获得了成功，在采集、处理技术上取得了卓有成效的研究成果，最终取得了高质量的三维成像效果，将二维地震识别技术发展为三维地震识别技术。
广州海洋地质调查局迅速将这一研究成果应用于南海神狐海域目标区，将钻探目标从140多平方千米的海区靶区，最终精确为两个目标区块的8个钻探井位。
以高技术为支撑，广州海洋地质调查局经过长期大量的综合调查，终于在我国天然气水合物钻探航次的首钻站位胜利实现突破，成功获取到斑点状的天然气水合物实物样品。令第一航段首席科学家张海启更为欣喜的是，“在第一航段28天完成的4个钻位中，我们在两个钻位上实现了突破，两处所发现的天然气水合物饱和度均高于美国布莱克海台的天然气水合物饱和度，最高达43%。仅仅在一段直径5.6厘米，长约40厘米的沉积物中就收集到26升、纯度高达99.7%的甲烷气，超出我们原先的预想。从世界范围来看，这是一种令人振奋的新类型。”高纯度的天然气在钻探船上的实验室里点燃，跳动的蓝色火苗点燃了中国人的新能源梦，展现了中国海域天然气水合物巨大的资源潜力。
同时，钻探结果显示我国海洋地质工作者根据地震资料解释预测的BSR及天然气水合物赋存层位与实际基本吻合。这说明，经过9年艰苦勘探，我国海洋地质工作者所建立的地震解释速度模型是正确的，它证实了我国实施海域天然气水合物资源调查工作所取得的地质勘探基础资料的准确性，显示出中国海洋地质工作者通过自主创新，发展高技术，所建立起的具有中国特色的天然气水合物探测技术和调查方法是可行的、有效的。
天然气水合物实物样品放入水中随即冒出大量的气泡
中外科学家一起现场进行数据分析和测试
广泛合作，聚集科学家的集体智慧
我国天然气水合物资源调查的每一个进展，从项目的实施到探测技术的攻关，从资料的处理到最后钻探航次的启动，并取得实物样品，实现突破，凝聚着一大批科学家的集体智慧。在国土资源部、中国地质调查局的领导和组织下，由广州海洋地质调查局具体实施，并在全国乃至世界多个调查研究机构、各领域专家的共同努力和支持下实现了这一宏伟艰巨的目标。中国地质调查局副局长、总工程师张洪涛说：“成果充分体现了我国一流专家的集体智慧。”
9年间，广州海洋地质调查局主持召开了数次阶段项目设计、成果评审。项目组建了以中国科学院院士李延栋为主任，一批国内知名院士和专家组成的技术专家委员会，对项目的阶段性进展给予及时把关和建议。中国地质科学院吴必豪研究员、中国地质大学苏新教授始终对这项工作给予了直接指导和有力的帮助。
作为我国海域天然气水合物高技术支撑的国家“863”计划“天然气水合物探测技术”和“南海北部海域天然气水合物首钻目标优选关键技术”攻关，广州海洋地质调查局作为项目依托单位，汇集了南京大学、浙江大学、同济大学、中国地质大学、中国地质科学院勘探技术研究所、矿产资源研究所、中国科学院地质与地球物理研究所、广州地球化学研究所和青岛海洋地质研究所等13家科研机构及院校上百位科技人员共同为此奋斗。
天然气水合物资源调查研究极为复杂，作为新型能源，对它的勘探开发研究、环境影响研究，世界发达国家也仍在探索之中。“受现有技术方法和技术设备等因素的限制，我国海域天然气水合物调查和研究仍有很多基础性问题未能解决，国土资源部和中国地质调查局积极寻求开展国际合作，借鉴国际上的成功经验，使我国大步提高了对海域天然气水合物的研究水平。”
作为项目的主要承担单位，广州海洋地质调查局在2000年就邀请了国际天然水合物研究的资深专家和领军人物、德国科学家埃文·休斯教授到广州讲学。2004年，在原国土资源部副部长寿嘉华的直接推动下，中德政府间展开合作，以德国基尔大学海洋科学研究所、广州海洋地质调查局为主，并包括德国不莱梅大学海洋边缘研究所、国家海洋局杭州二所、中国地质调查局、中国地质大学等单位的20多位科学家联合海上科学考察，开展南海北部陆坡甲烷和天然气水合物分布、形成及其对环境的影响研究，有力地推动了我国在这一领域的进展。
刚刚获得突破的钻探航次同样得益于与世界上最先进技术的合作。钻探航次启动前，广州海洋地质调查局两次邀请包括国际深海大洋钻探计划(IODP)311航次、印度水合物钻探航次首席科学家M.RiedeI等在内的美国、加拿大、
荷兰等国科学家召开网络会议，讨论了钻探井位和方案。邀请了中国台湾学者黄奇瑜教授，介绍了今年3月在台湾西南海域开展天然气水合物调查的情况。
钻探航次更是体现出多国工程技术人员和科学家的成功合作，直接参与钻探航次工作的9位中方科学家，除了中国地质调查局、广州海洋地质调查局的6位技术专家外，还吸收了中国地质大学、青岛海洋地质研究所以及中国海洋石油深圳分公司等多个专业领域的科技人员。作为钻探工作的具体承包方，荷兰辉固国际(香港)集团的组织，俄罗斯籍Bavenit号、英国GEOTEK公司的技术支持也使这一航次呈现“多国合作”的特点。
广泛的合作和交流，科学家的集体智慧推动着中国海域天然气水合物资源调查高起点、大踏步地前进。
天然气水合物调查的突破，是海洋地质工作者为保障国家能源安全，当好地质先行军，敢为人先，敢于开拓创新的重要成果。是广大海洋地质工作者长期坚持“以献身地质事业为荣，以艰苦奋斗为荣，以找矿立功为荣”的地质“三光荣”精神的重要体现。
天然气水合物巨大的能源意义，正逐步引起越来越多国家政府、企业、科学家的广泛关注和高度重视。我国海域天然气水合物资源调查工作面临着更加艰巨的任务。但是，作为国家经济建设的先行军，中国海洋地质工作者以国家需求为己任，一代又一代地质工作者发扬和继承了地质“三光荣”精神，以先行军的姿态，不断开拓新的领域、新的地区……
获取样品仅是我国天然气水合物资源调查的新开始，迈出的第一步。广州海洋地质调查局总工程师杨胜雄博士说：“更重要的是，我们获取到了神狐海域天然气水合物区的一批钻探基础资料，这将为南海北部陆坡水合物资源远景评价及成藏机理和分布规律研究提供了第一手资料和基础。”
中国人的新型能源梦想才刚刚启动，海洋地质工作者任重道远。