【中國科學報】大尺度全尺寸可燃冰三維綜合試驗開采系統面世
文章來源：廣州能源所 | 發布時間：2021-12-10
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大尺度全尺寸開采井天然氣水合物三維綜合試驗開采系統。中國科學院廣州能源研究所供圖
中國科學院廣州能源研究所研究員李小森團隊針對海域天然氣水合物（俗稱可燃冰）野外試采風險大、成本高等難點問題，基于我國南海天然氣水合物成藏條件，歷時3年自主研制出國際首套有效體積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開采系統。
據了解，該系統突破了水合物重塑、縮尺模擬尺度效應等技術難點，建立了高壓儲層模擬器縮尺相似設計理論與技術，解決了高壓三維儲層模擬器空間尺寸、強度、內部結構設計難題；突破了水合物藏地質分層構建難題，構建出符合實際水合物藏的地質分層結構；解決了地層溫壓環境及地溫梯度精確模擬與控制、氣體溶解循環、恒溫恒壓注氣注液技術、高壓氣液兩相流在線測量等技術難題，形成了實際水合物藏真實重塑制備技術；開發出新型全尺寸開采井筒和多級防砂控砂技術及井網部署方案。
該系統突破了相關技術難點并研發出相關基礎理論和技術，是當前國際規模最大、模擬海深最深、技術水平國際領先的天然氣水合物開采試驗裝備，與天然氣水合物開采技術與綜合利用研究室已有開采模擬設備構成多尺度天然氣水合物三維綜合試驗開采平臺，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、開采工藝優化、工程裝備研制、工程實施安全等多功能全方位研究。
李小森團隊利用該試驗系統，開展了大量試驗研究，形成了天然氣水合物高效開采與控制技術體系，顯著提高天然氣水合物開采的經濟性、安全性及降低試采風險，為我國南海天然氣水合物“生產性”試采和“商業化”開采提供基礎理論、關鍵技術和優化開采方案。其研發的沉積物中空間點陣式多參數聯合表征的高精度三維立體監測技術，可實現水合物藏內溫度場、壓力場、滲流場、水合物分布等的實時精準監測與動態表征。
據了解，該研發工作依托于李小森主持的2018年廣東省促進經濟發展專項資金（海洋經濟發展用途）重點項目“南海天然氣水合物高效開采與控制技術研究”，該項目于近期通過專家組驗收。專家組一致認為，該項目圓滿完成各項研究任務，超額完成考核指標。驗收結果為綜合評級“優秀”。
該研究成果對于促進我國南海天然氣水合物資源合理開發利用，確保廣東省乃至我國能源供應安全，推動我國海洋深水科學與技術的發展及深海油氣資源開發，創建天然氣水合物開采試驗示范基地和科技人才培養基地，以及經濟社會可持續發展具有重要戰略意義。
