《《海洋天然气水合物开采基础理论与技术丛书》第四卷和第五卷出版发行》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2022-05-21
  • 日前,青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室两部专著《海洋天然气水合物开采热电参数评价及应用》和《海洋天然气水合物开采出砂管控理论与技术》由科学出版社正式出版,中国科学院高德利院士、中国工程院孙金声院士为专著作序。

    《海洋天然气水合物开采热电参数评价及应用》主要介绍海洋含天然气水合物岩心的热学性质和电学参数在天然气水合物形成分解过程中的演化规律。天然气水合物的成藏演化与其储层热力学环境密不可分,同时水合物生成分解又伴随显著的热交换行为,直接对开采效率产生影响。因此,天然气水合物储层热物性是评价水合物成藏过程、产气潜力和传质传热规律的重要线索;储层中不同类型和含量的天然气水合物是改变电阻率的最主要因素,使得电阻率成为天然气水合物资源勘查与评价的重要手段。此外,以电阻率测试为基础的成像技术和复电阻率技术在天然气水合物储层动态演化监测、剖析天然气水合物形成分解机制等方面有独特的优势。《海洋天然气水合物开采热电参数评价及应用》一书针对上述问题,深入总结了海洋天然气水合物岩心的热学性质及电学参数在天然气水合物形成分解过程中的演化规律。

    《海洋天然气水合物开采出砂管控理论与技术》围绕困扰全球海洋天然气水合物安全稳定开发的关键工程地质风险——储层出砂,在梳理和总结全球历次天然气水合物开采面临的出砂因素制约、出砂基础研究挑战和国内外研究进展的基础上,分析了天然气水合物开采过程中储层力学参数劣化产砂的机理,利用实验模拟和数值模拟手段充分剖析天然气水合物开采过程中固相泥砂的运移、产出行为,建立了南海泥质粉砂型天然气水合物开采控砂参数设计方法和井底控砂介质工况诊断方法,提出了水平井等复杂结构井开采出砂调控的原理与调控方法,最后探讨了基于控砂-提产一体化理论的新技术、新方法及其在未来大规模开发天然气水合物中的应用可行性。

    两本专著分属于《海洋天然气水合物开采基础理论与技术丛书》的第四卷和第五卷。既提供了大量翔实的实验模拟与数值模拟结果,又结合我国海洋天然气水合物勘探开发和试采实践最新进展,综合研究形成一批原创性基础理论和技术成果。该丛书得到了青岛海洋科学与技术试点国家实验室、中国地质调查局、国家专项项目、国家自然科学基金项目等联合资助。

  • 原文来源:http://www.qnlm.ac/page?a=5&b=2&c=323&d=1&p=detail
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    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2021-01-06
    • 天然气水合物能源开采是目前全球的竞争热点,安全高效的开采技术与方法创新是实现海域天然气水合物产业化开采的必然需求。全球历次海域天然气水合物试采结果表明,采用传统降压法能够获得短期内试采成功,但降压法开采海域天然气水合物过程中仍然面临着地层失稳、大面积出砂导致的长期开采提产难度大等关键问题。尤其是对我国海域大面积分布的粉砂质水合物储层而言,储层沉积物粒径小、粘土含量高,属于极弱固结的低渗或超低渗储层,开采过程中如果按照常规油气储层防砂的思路进行严防死堵,则必然会对生产井产能产生严重影响;反之,稍微放大井筒挡砂精度,则近井地层的细颗粒或泥质颗粒会很容易流入井筒,长期开采必然会导致近井地层的亏空。由于地层细组分产出造成的亏空与由于水合物分解造成的亏空叠加,将会使储层面临严重的稳定性问题。 基于上述降压法开采过程中的出砂管控难题和物质亏空补充难题,海洋试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室创新融合常规稠油蒸汽吞吐开采理念、天然气水合物CO?置换开采理念、以及团队在基础研究领域形成的“防粗疏细”控砂精度设计理论,提出了有限控砂开采、砾石回填亏空的开采新思路,通过设计特殊的井身结构和循环通路,在砾石充填控砂完井基础上依次开展有限控砂降压开采轮次和砾石回填轮次的更替,最终在生产井段形成高效密实填充的高渗透砾石层。一方面疏通近井堵塞物质,有效降低近井地层泥堵表皮;另一方面补充由于水合物分解产出和泥质产出导致的近井眼亏空,维持地层稳定。 上述技术成果“Silty Marine Natural Gas Hydrate Gravel Stimulation Mining Method and Mining Device( 粉砂质海洋水合物砾石吞吐开采方法及开采装置)”(No. US 10858914B2)于12月8日获得美国国家知识产权局授权,该专利技术结合了前期团队已经获得授权的国家发明专利技术(No.ZL201810940908.4)、日本专利(No. JP-6694594),奠定了海域天然气水合物控砂开采方法的核心。围绕该核心技术,目前团队同时获得了相关附属专利技术(No.ZL201710941289.1;ZL201811514174.4),海域天然气水合物砾石吞吐置换开采技术知识产权集群效应初步显现,为海域天然气水合物产业化开采提供了潜在技术支撑。 据悉,海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室天然气水合物团队以储层出砂管控基础理论研究为依托,目前已经形成了以砾石吞吐置换开采技术和多分支井有限控砂开采技术为核心的两类新型控砂开采方法体系。控砂开采新方法的提出有效支撑和带动了团队基础研究进步和突破,其中多分支井有限控砂开采技术以团队所获得的日本专利(JP6542995)和国家发明专利(ZL201611024784.7)为核心,目前已经形成相关附属专利技术7项,该技术有效支撑了海洋试点国家实验室开放基金(QNLM2016ORP0207)等研究课题,研发了系列基于该技术的室内基础研究装备,获得了对有限控砂多分支井开采机理、开采效果评价方面的新认识。
  • 《《中间型海洋-大气耦合模式及其ENSO模拟和预测》专著出版发行》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2021-03-29
    • 近日,由海洋试点国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室副主任、学术带头人张荣华研究员领衔撰写的《中间型海洋-大气耦合模式及其ENSO模拟和预测》专著由科学出版社正式出版发行。 厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)是热带太平洋海洋-大气相互作用产生的最强的年际变率信号,可通过大气遥相关等过程引发全球天气、气候变化异常,对人类生存环境和社会发展有深远的影响。因此,实现对ENSO的准确模拟和预测至关重要。当前的ENSO预测是继数值天气预报之后,地球科学预测研究和实际应用中最为成功的范例之一,但由于春季预报障碍等现象的存在,导致ENSO预测仍然存在着较大的不确定性。如何进一步有效地改进ENSO实时预测是一个国际性难题和前沿科学研究重点。基于地球流体动力学方程组的数值模式是研究海洋和大气环流及ENSO模拟和预测等的主要工具。由于ENSO模拟性能强烈地依赖于模式的动力框架构建、参数化方案和分辨率等因素,过去几十年来学界已研发了不同类型的海气耦合模式来表征与ENSO相关的海气相互作用过程,并成功地进行了ENSO数值模拟试验。其中,海气耦合模式按其复杂程度可分为中间型耦合模式(Intermediate Coupled Models,简称ICMs)、混合型耦合模式和环流型耦合模式等。 《中间型海洋-大气耦合模式及其ENSO模拟和预测》由张荣华研究员领衔的科研团队集多年海气耦合模式、ENSO模拟和预测等系统性应用研究成果于一体编著,主要介绍了本团队自主研发和改进的中国科学院海洋研究所中间型海洋-大气耦合模式(英文全称 Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences -Intermediate Coupled Model,简称IOCAS ICM)。该模式自2015年起以IOCAS ICM命名,是国际上首个以我国国内单位冠名的海气耦合模式,为国际学术界提供ENSO实时预测结果(详情请参见美国哥伦比亚大学国际气候与社会研究所网站:https://iri.columbia.edu/our-expertise/climate/forecasts/enso/current),充分彰显了我国在ENSO数值模拟和预测方面的成果,提升了我国在该领域的国际地位和影响力。IOCAS ICM对2015-16年超级厄尔尼诺事件的模拟和预测研究入选2016年度National Science Review(国家科学评论)地球科学领域的亮点成果,也得到《科学通报》的亮点成果点评,并于2015和2016年两次入选海洋试点国家实验室年度亮点成果系列。 书中系统地介绍了研究团队利用IOCAS ICM对ENSO模拟和预测所取得的最新研究成果,包括对ENSO演变及相关的热带太平洋海洋-大气过程的数值模拟、机理分析、历史回报、实时预测,为进一步改进ENSO模拟和实时预测所成功发展的一个基于IOCAS ICM的四维变分资料同化预测系统、以及基于条件非线性最优扰动方法的可预报性研究等。本书中原创性的海气耦合技术很多,对更深入地研究热带太平洋海洋-大气年际异常时空演变和海气相互作用过程等具有普遍的参考价值,为开展相关数值模拟提供了有效的模式平台,可供海洋、大气、全球变化和地球系统科学等相关专业的研究人员参考。 该书相关的科学研究和出版得到青岛海洋科学与技术试点国家实验室、中国科学院海洋大科学研究中心、中国科学院海洋研究所、中国科学院第四纪科学与全球变化卓越创新中心、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金项目和全球变化与海气相互作用专项等的资助。