中國科學(xué)院廣州能源研究所天然氣水合物開采技術(shù)與綜合利用研究室研究員李小森團(tuán)隊(duì)針對海域天然氣水合物野外試采風(fēng)險大、成本高等難題，基于我國南海天然氣水合物成藏條件，研制出國產(chǎn)化天然氣水合物三維綜合試驗(yàn)開采系統(tǒng)，突破相關(guān)技術(shù)難點(diǎn)，并研發(fā)出相關(guān)基礎(chǔ)理論和技術(shù)。
大尺度全尺寸開采井天然氣水合物三維綜合試驗(yàn)開采系統(tǒng)
研究團(tuán)隊(duì)歷時三年，自主研制出目前國際首套有效體積2585升、最大模擬海深3000米的大尺度全尺寸開采井天然氣水合物三維綜合試驗(yàn)開采系統(tǒng)。該系統(tǒng)突破了水合物重塑、縮尺模擬尺度效應(yīng)等技術(shù)難點(diǎn)，建立了高壓儲層模擬器縮尺相似設(shè)計(jì)理論與技術(shù)，解決了高壓三維儲層模擬器空間尺寸、強(qiáng)度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難題;突破了水合物藏地質(zhì)分層構(gòu)建難題，構(gòu)建出符合實(shí)際水合物藏的地質(zhì)分層結(jié)構(gòu);解決了地層溫壓環(huán)境及地溫梯度精確模擬與控制、氣體溶解循環(huán)、恒溫恒壓注氣注液技術(shù)、高壓氣液兩相流在線測量等技術(shù)難題，形成了實(shí)際水合物藏真實(shí)重塑制備技術(shù);開發(fā)出新型全尺寸開采井筒和多級防砂控砂技術(shù)及井網(wǎng)部署方案;研發(fā)出沉積物中空間點(diǎn)陣式多參數(shù)聯(lián)合表征的高精度三維立體監(jiān)測技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)水合物藏內(nèi)溫度場、壓力場、滲流場、水合物分布等的實(shí)時精準(zhǔn)監(jiān)測與動態(tài)表征。
該系統(tǒng)是當(dāng)前國際規(guī)模最大、模擬海深最深、技術(shù)水平國際領(lǐng)先的天然氣水合物開采試驗(yàn)裝備，與實(shí)驗(yàn)室已有開采模擬設(shè)備構(gòu)成多尺度天然氣水合物三維綜合試驗(yàn)開采平臺，可為南海天然氣水合物試采提供多尺度天然氣水合物開采物理模擬、開采工藝優(yōu)化、工程裝備研制、工程實(shí)施安全等多功能全方位研究。
科研團(tuán)隊(duì)利用該試驗(yàn)系統(tǒng)，開展了大量試驗(yàn)研究，形成了天然氣水合物高效開采與控制技術(shù)體系，顯著提高天然氣水合物開采的經(jīng)濟(jì)性、安全性及降低試采風(fēng)險，為我國南海天然氣水合物“生產(chǎn)性”試采和“商業(yè)化”開采提供基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)和優(yōu)化開采方案。
該研究成果對于促進(jìn)我國南海天然氣水合物資源合理開發(fā)利用，推動我國海洋深水科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展及深海油氣資源開發(fā)，創(chuàng)建天然氣水合物開采試驗(yàn)示范基地和科技人才培養(yǎng)基地，以及經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。未來，該成果有望帶來社會與經(jīng)濟(jì)效益。
該研發(fā)工作依托于2018年廣東省促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展專項(xiàng)資金(海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展用途)重點(diǎn)項(xiàng)目“南海天然氣水合物高效開采與控制技術(shù)研究”，項(xiàng)目于近期通過驗(yàn)收。驗(yàn)收專家組經(jīng)實(shí)地現(xiàn)場查驗(yàn)、答辯等驗(yàn)收環(huán)節(jié)一致認(rèn)為，該項(xiàng)目完成各項(xiàng)研究任務(wù)，超額完成考核指標(biāo)。驗(yàn)收結(jié)果為綜合評級“優(yōu)秀”。
