地学文献中心跟踪发现澳大利亚天然氢资源勘探实现重大突破

近日，中国地质调查局地学文献中心通过对全球天然氢资源勘查开发进展的持续跟踪，发现Gold Hydrogen公司在澳大利亚南部约克半岛刚刚完成的天然氢专探井试井作业测得极高纯度氢气含量，实现全球天然氢资源勘探重大突破。通过对该项目实施进展的进一步分析总结，主要认识如下： 

全球天然氢勘探如火如荼，但仍缺少勘查开发靶区的广泛发现尤其是钻探验证。1987年在西非马里的Bourakebougou钻探寻找水源时的意外爆炸，使加拿大Petroma公司（后更名为Hydroma）通过2011年后的大量钻探工作发现了纯度高达98%的氢气，并于2012年实现了商业开采和小规模发电。相比于马里的意外发现，目前的天然氢发现以地表“仙女圈”现象的显示、已有钻井测井资料的氢气异常显示以及土壤气体测量为主要手段，但进一步的资源潜力评估需要多种地球物理和地球化学勘探方法与钻探的综合应用。美国、澳大利亚、西班牙近年相继钻探了专门用于天然氢勘探的钻井，其中澳大利亚于2023年10月和12月先后完钻Ramsay 1和Ramsay 2天然氢专探井，在不同深度地层钻获气体和流体样品中分别测量显示高含量氢气和氦气异常，但氢气纯度较马里的钻探发现尚有较大差距。 

澳大利亚继马里之后再次钻探确认地下高纯度氢气赋存可能，实现天然氢资源发现重大突破。如前所述，Gold Hydrogen公司利用两口专探井在澳大利亚南部约克半岛钻获高浓度氢气和氦气异常，并初步评估项目区域的氢气和氦气远景资源量分别为131万吨（标况下体积量为147亿立方米）和11.6亿立方米。2024年4月，Gold Hydrogen公司完成对Ramsay 2井的进一步试井，证实在该井250米至1000米深度区间的7个层位存在天然氢产出，在531米深度处测得纯度高达95.8%的氢气含量，并发现有利于未来产业化开发的高渗透性白云岩和灰岩地层。Gold Hydrogen公司计划对两口专探井不同井段开展产气测试，将通过监测产气量和分析产出流体组分进一步识别优先产气层位和评估产能，为计划开展的氢氦联产示范的优化设计提供数据资料支持。 

澳大利亚天然氢资源勘查工作思路值得借鉴参考。Gold Hydrogen公司的天然氢资源勘查和钻探井位选址工作首先通过历史资料发现1931年在约克半岛所钻油气勘探井Ramsay Oil Bore 1井偶然钻获过高浓度（最高达84%）氢气异常，在此基础上开展了航空重磁调查和土壤气体调查。成因机制和成藏机理分析认为项目研究区所处的Cawler克拉通发现有大量铁矿床和铀矿床，这些都可能为蛇纹石化和水辐解生氢创造有利条件，而进一步的分析认为新元古代和更古老地质年代形成的花岗岩套和变质沉积岩可能是该区域氢气生成的源岩。对已有地质和钻井资料的整理发现极大促进了该项目的实施进程，从开始航空重磁和土壤气体调查到开始钻探再到完成第一阶段试井仅用了近一年的时间，值得引起思考。 

澳大利亚、法国、美国在天然氢勘查开发立法规范和国家层面部署方面已走在前列，值得持续关注。澳大利亚作为较早将天然氢纳入已有资源勘查法律体系的国家之一，其南澳大利亚州政府于2021年2月将氢气作为“受监管物质”纳入《石油与地热能法案》，使天然氢勘查许可审批有法可依。澳大利亚联邦科学与工业研究组织是负责天然氢资源领域研究、项目资助和国际合作的主要政府机构，目前已设立天然氢长期监测、勘查开发、经济技术评价相关领域项目十余个。法国作为最早开始天然氢勘查开发研究的国家之一，2022年4月在法律上正式承认天然氢为一种能源资源并开放独家研究许可证或勘探许可证申请。法国总统马克龙在2023年12月纪念“法国2030”投资计划实施两周年的活动中提出该计划将提供大量资金支持天然氢研究。法国石油研究院2024年4月受法国能源与气候总局委托组织相关领域专家开展法国天然氢资源潜力评估。美国参议院2024年2月举行天然氢听证会，邀请美国能源部高级研究计划局、美国地质调查局和Koloma公司相关人员参加。美国地质调查局根据自身职能正在开发天然氢资源潜力预测模型和成藏系统模型以及计划发布全球天然氢资源潜力分布图和美国天然氢勘探开发有利区分布图，并于2024年2月宣布与科罗拉多矿业学院设立由多家全球知名油气、固体矿产企业及天然氢初创企业参与的天然氢合作研究计划。 

综上，全球天然氢资源勘探开发已进入快速发展阶段，据不完全统计已有美国、加拿大、巴西、哥伦比亚、玻利维亚、法国、德国、西班牙、俄罗斯、中国、马来西亚、阿曼、澳大利亚、马里、摩洛哥等涵盖各大洲的数十个国家参与其中，而澳大利亚钻获高纯度氢气将进一步坚定各国探索天然氢这一潜在零碳可再生能源资源勘探开发的决心。