碳达峰目标下中国深海天然气水合物开发战略

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编者解读:

这篇文献深入探讨了中国南海深海水合物开发所面临的关键问题和技术挑战,如低丰度、连续试采难度和环境风险。它提供了详细的技术发展方向,包括室内模拟测试、地质勘探、钻探取样、三气合采以及环境风险监测,为解决这些挑战提供了指导。

此外,文献强调了中国深海水合物开发的路径,包括政府、企业、高校和科研机构之间的协作和支持。国际合作也被认为是获取国际领先经验和技术支持的关键途径。

综合而言,这篇文献为深海水合物开发提供了重要的技术和战略方向,对应对能源需求和推动技术创新具有重要意义。

要点速递:

中国南海水合物开发面临一系列理论和技术挑战。水合物主要以泥质粉砂非成岩水合物为主,其丰度低、产量低,且与下伏游离气存在纵向耦合共生关系。虽然中国在水合物试采方面取得了一定的进展,但依然存在一些关键问题:

首先,水合物的丰度低,连续试采面临巨大困难,这导致难以实现安全环保经济开采。同时,还没有建立起资源等级定量划分和开发模式响应关系。

其次,在水合物的开采过程中,储层的热、流、力、空间、结构等多场时空演化规律不清晰,缺乏较好的方法来解决水合物试采对生态环境的影响。

第三,从储层到水下采油树、海底管道及下游工艺设施中,气—液—砂—水合物四相的复杂流动规律尚未完全理解,水合物再生机制也不明确。

为了解决这些挑战,研究者提出了一系列技术发展方向:

1、室内模拟测试技术将侧重于多尺度开采模拟方法和水合物物性的精确模拟与评测实验装置的研发,以更好地理解水合物的性质。

2、地质勘探技术将发展高精度、立体化、综合探测技术,以满足水合物的探测和试采需求。

3、钻探取样技术将多元化,包括不同赋存形式的水合物的安全高效开采工艺的研究。

4、三气合采技术将集中在水合物和油气联合开发技术的研究上。

5、环境风险监测技术将关注局部和整体、短期和长期的综合监测,以确保水合物的稳定试采和规模化开发的安全性。

最后,文献提出了中国深海水合物开发的路径,包括统筹部署和分步实施,强调了政府、企业、高校和科研机构之间的合作和支持的重要性。此外,积极的国际合作也被认为是获取国际领先经验和技术支持的关键途径,以推动水合物开发利用的技术进步。整体而言,这些总结提供了有关中国南海深海水合物开发的技术挑战和未来发展方向的重要见解。

作者简介:

魏纳,1980年生,教授,天然气工业期刊编委,博士研究生导师;主要从事深海天然气水合物绿色钻采工程技术等方面的研究与教学工作。地址:(610500)四川省成都市新都区新都大道8号。ORCID:0000-0001-7045-5519。E-mail:1244618647@qq.com

摘要:

规模化开发海洋天然气水合物(以下简称水合物)是中国能源发展的重大战略之一。为明确碳达峰目标下中国深海水合物的开发战略,根据水合物相关论文、专利的聚类分析结果,将其开发技术划分为室内模拟测试、地质勘探、钻探取样、三气合采、环境风险监测5种技术类型,并系统研究了水合物的开发现状和深海水合物的开发方向。研究结果表明:1海洋水合物的开采技术具有意义重大和难度巨大的双重属性,在国家层面具有战略性和革命性特征,在技术层面则具有前沿性和竞争性特点;2中国海域水合物规模化开发仍面临储层热、流、力、空间、结构、多场时空演化不清,从储层、井筒到水下采油树、海底管道及下游工艺设施中气—液—砂—水合物四相复杂流动规律不清、水合物再生机制不明等理论与技术难题;3对于深水浅层水合物的开发,高精度探测技术、地球物理、地质及测井、钻探等立体化、综合探测技术是其未来主要发展方向;4水合物资源评价方法正在向精细化发展,水合物资源开发模式与试采工程趋向水合物和油气联合开发,新型合采技术和合采设备将是下一步研发的热点和前沿方向,并提出了中国深海水合物的开发路径及2020—2035年开发理论与技术路线图。结论认为:1未来深海水合物开发战略的重点是探索和突破多类型、不同赋存形式的表层、浅层、深层水合物安全高效开采工艺;2针对深海水合物不同开发模式,急需建立由局部到整体、短期到长期的综合监测、系统评价机制,确保水合物的稳定试采和规模化开发。

关键词:天然气水合物;安全高效开采;开发战略;碳达峰;减排降碳;技术路线图;开发路径;联合开发

DOI:10.3787/j.issn.1000-0976.2022.02.017





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