編者按
為充分展現新時代新征程地球與空間學院廣大教師立德樹人、自信自強的精神風貌,beat365特推出【躬耕教壇 強國有我】專欄,陸續報道學院教師的先進事迹,大力營造尊師重教的良好氛圍,激勵廣大教師積極投身教育強國建設實踐。
前言
2017年,南海的一把大火,“燒”出了可燃冰開采的“中國方案”。2020年,第二次海域天然氣水合物試采創造了“産氣總量、日均産氣量”兩項世界紀錄,成功實現從“探索性試采”向“試驗性試采”的階段性跨越。作為我國海域天然氣水合物第一輪試采、第二輪試采的首席科學家,北京天然氣水合物國際研究中心主任、beat365官方网站盧海龍教授帶領團隊攻堅克難,開創試采新工藝,為走好海域天然氣水合物的産業化開發貢獻力量。今年恰逢水合物中心成立五周年,我們有幸邀請到盧海龍老師訪談,聽盧老師給我們講述他與可燃冰的故事。

盧海龍老師
一、結緣可燃冰
天然氣水合物(可燃冰)是甲烷與水在相對高壓低溫條件下結晶形成的類冰狀結晶物質混合物,在自然界分布範圍廣泛。它具有能量密度高、污染小、儲量大等特點,開采應用前景十分廣泛,被各國視為未來石油、天然氣的戰略性替代能源,在新能源領域具有重要的戰略意義。據估計,目前世界上可燃冰所含的有機碳的總資源量相當于全球已知煤、石油和天然氣碳含量的2倍。
由于天然氣水合物藏主要分布于深海大陸斜坡沉積物中,因此對開發有着極高的技術要求,需要研發技術克服開采成本高昂的困難。要實現可燃冰能源真正的開發應用,必須擁有足夠的資源儲量,安全、高效、且長期可持續的開發技術,使得開發能夠保證社會效益和經濟效益。盧海龍在可燃冰研究領域深耕二十餘年,參與的調查研究不計其數,創新的開發技術和方法與時俱進,一直在可燃冰開發領域攻堅克難。
1995年,盧海龍前往日本東京大學攻讀博士學位時,可燃冰領域是一個當時看來是“冷門”且前景尚未可知的研究方向。大洋鑽探計劃(Ocean Drilling Program)在日本太平洋海域發現了天然氣水合物存在的标志(BSR),于是日本開始了一個由政府和企業共同支持的天然氣水合物項目。“我本科階段學習的是地球化學,博士求學期間本打算從事環境科學相關的研究,而當時手裡的幾十塊樣品以及經費缺少,不足以讓我完成博士階段的工作。所以才進入了可燃冰研究領域,因為領域過于前沿,很多日本學生因擔心無法畢業而不敢研究。我呢,則因為可以不用自己出研究費而選了這個方向。”就這樣,或許是“陰差陽錯”,或許是命運使然,盧海龍就這樣踏入了可燃冰研究領域的大門,可燃冰也成為了他一生從事的志業。
自1996年起,盧海龍先後前往日本南海海槽、加拿大北極麥肯齊三角洲等區域進行天然氣水合物調查,負責現場樣品觀察、采取和孔隙水化學分析,采取的樣品除了地球化學研究外,也同時采取微生物、岩石學樣品。從出海取樣到實驗研究,一次又一次的研究經曆中,盧海龍創造了許多可燃冰研究的第一次:第一次發現水合物晶體中成分分布的不均衡性;第一次确認了H型水合物在自然界的存在;第一次提出“地層流體抽取法”的試開采原理與方法……就這樣,盧海龍一直沿着探秘可燃冰的科研、工程之路,一走就是數十年。

日本海海洋調查
二、奏響冰與火之歌
2014年,我國可燃冰資源試采工程開啟後,婉拒多家海外學術單位的邀約,毅然啟程回國,開始大力投入時間精力,出海考察、研究可燃冰的性質、開展實驗研究和數值模拟……據盧海龍介紹,“可燃冰的形成條件包括相對低溫、高壓以及充足的氣源,主要分布在深海大陸斜坡沉積層以及陸地永久凍土帶中,而海底地層松軟,所以在開采過程中既要求保持生産井的穩定,又要避免破壞水合物儲層而大量出砂。尤其要注意不能誘發海底沉積層大規模失穩而發生海底滑坡。其次,某些地區沉積物較細,含泥量大,造成滲透率低下,會對生産效率造成嚴重不良影響。”
針對南海天然氣水合物儲層的特點,盧海龍帶領研究團隊針對南海天然氣水合物的泥質粉砂岩儲層特征提出了新的天然氣水合物開發技術方法——流體抽取-相态控制法,并在此基礎上制定了全新開采工藝,有效解決了儲層流體控制與可燃冰穩定持續分解難題,對試采的成功做出了重要貢獻,這也是世界首次成功實現開發難度最大的泥質粉砂型天然氣水合物的安全可控開采。

盧海龍帶領團隊現場作業
在盧海龍看來,對國家有着一份責任感,是每一個公民應有的義務,回國做科研,沒有什麼特别的理由,“我在國外從事的是這個領域研究,國内正好需要,也有很好的條件實現自己的想法,就回來了。”
三、興趣相伴,務實向前
在科研路上堅定前行,盧海龍告訴我們兩個關鍵詞,一是興趣,二是務實。盧海龍談到,做科研的人首先要熱愛自己的研究、對自己的研究方向感興趣。盡管科研現在成為了一種職業,但興趣仍然至關重要。“有興趣的話,做科研就不會覺得枯燥,碰到困難不會氣餒,而是會想各種各樣的辦法來克服它,取得成果後就會很有成就感。”盧海龍如是說。也許在我們看來,日複一日地出海調查是一件枯燥的事情。但對于自己從事的工作,盧海龍卻覺得很有意思,于盧海龍而言,在各國各地出海,每一次的體驗都不相同,各處有各處的特色。“在經曆海上的勞累之後,當采回的樣品呈現出各種現象、将自然界的奧秘展現在眼前時,總會有喜悅湧上心頭。當然,前提是你不能暈船啊。我第一次出海時,腦海裡暈得就隻剩下一個念頭——換專業。不過習慣了之後,也就慢慢找到了工作的樂趣。”盧海龍開玩笑道。
除了興趣之外,還有很重要的一點是務實。所謂務實,就是紮根一個于國家、于社會、于個人發展有用的領域,辛勤耕耘、執着奮鬥。在可燃冰領域攻堅求索了半生,盧海龍對待每一個科研項目的務實态度始終不曾改變。他說:“搞科研,就是要務實,踏踏實實做好每一步,這才是最重要的、最實際的。”
四、心懷後輩,寄予厚望
2018年,北京天然氣水合物國際研究中心正式成立,盧海龍作為水合物中心的主任,承擔起組建團隊、壯大中心的責任,組建一支由beat365多個學院的地球化學、地質學、地球物理學、微生物學、力學、物理學、油氣生産數值模拟等多個學科、多個方向的科研人員組成的研究隊伍,秉持“需求導向、引領創新、軟硬結合、交叉融合、突出特色”的宗旨,緻力于天然氣水合物開發技術研究。“天然氣水合物國際研究中心的成立有着重要意義。之前大家在研究中往往缺少交流,現在有了這個平台,可以把各相關領域的學者集中到一起,共同研讨議題,極大地推動了國内天然氣水合物領域的發展。”
長期在研究單位工作,“轉行”在水合物中心任教職帶學生,盧海龍有着全新的體會,“在大學任教,一個重要的任務是上課,要帶好學生,開始的時候會覺得任務重,不太适應,後來發現教學有教學的樂趣,隻有自己把内容理解的深刻,才能給學生講的清楚,教學也是教學相長的過程。”和學生交流時,盧海龍漸漸意識到指導學生選擇研究方向是需要花時間琢磨的。“做研究是需要靜得下心、沉得住氣的工作,研究取得階段性進展,不斷有新的成果出現,研究者才能夠樹立信心、繼續前行。”對于剛剛接觸科研的大學生,盧海龍建議不要在一開始就選擇特别宏大的課題,要從相對簡單的課題做起,紮紮實實一步一個腳印,小步成就一大步,積累前進的信心。

水合物中心與中國石油海洋公司交流研讨會合影

水合物中心與加州理工學院、廣海局學術交流合影
對于當代大學生是否應該積極參加國際交流這個問題,盧海龍熱情地給予了肯定。“在不同的工作環境學習和工作,能夠感受不一樣的學術視角和風格,當代大學生,有機會還是要到國外的實驗室去看一看。”盧老師告訴我們,相比于他求學、科研剛剛起步的年代,我國的科研環境正在變得越來越好。一方面,科研工作者懷着奉獻精神與滿腔熱誠;另一方面,國家和政府不斷努力創造更好的科研環境,提高科研人員的待遇,為前沿開發人才提供一片沃土。這樣一來,我國的科研事業将不斷邁上新台階。“國家和科研人員雙向奔赴,才會共同在國家科技進步的道路上奮勇前進。”
結語
當盧海龍踏上可燃冰的研究方向時,這還隻是一個剛剛萌芽、鮮有人問津的“冷門”領域,而盧海龍在這個領域一探索就是幾十年,直到今天,我們已經見到可燃冰的巨大潛力和關于其研究的若幹進展。也許像我們每個人将要走的路一樣,盧海龍的學術曆程有着偶然與特殊,但就像老師為我們指出的那樣,能在一條路上做出成就的人,有着更多普遍的共性——興趣、務實。如此,聽一番老師的話,是望見師者走過之路途,也望見師者眼中之世界,從而明白如何是更好的自己。