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《海洋试点国家实验室提出海洋天然气水合物开采新方法 》

  • 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：2019-07-10

  • 日前，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（以下简称“功能实验室”）水合物团队自主研发的“海洋天然气水合物砾石吞吐置换开采方法”相关专利技术获得国家知识产权局批复，标志着海洋试点国家实验室在海域天然气水合物开发方面取得新的进展。

    受海域泥质粉砂水合物地层传热传质效率极低的制约，目前水合物开采面临降压困难、产能较低等瓶颈，且长期开采过程中必然面临地层物质亏空的难题。降压法无法解决水合物长期开采条件下的地层亏空问题，常规防砂作业面临着因为地层亏空造成的防砂失效的挑战。一次性裸眼砾石充填防砂完井作业虽然能在短期内起到良好的作用，但由于没有后续物源补给，造成防砂有效期短，不足以满足海洋天然气水合物长期开采的需求。长期稳定的水合物生产迫切需要对地层亏空量进行及时的填充或置换。

    基于目前降压法开采和砾石充填防砂作业面临的上述问题，功能实验室水合物团队经过攻关，巧妙的将水合物开采井砾石充填层的蠕动沉降失效转化为提高水合物产能的优势，变废为宝，分别提出了“一种海洋天然气水合物砂浆置换开采方法及开采装置”（专利号ZL2017 1 0941289.0）、“粉砂质海洋天然气水合物砾石吞吐开采方法及开采装置”（专利号ZL2017 1 0940908.4）两项专利技术。这两项专利技术分别针对砾石-水合物连续置换开采和间歇式吞吐置换开采提出解决方案，为下一步的水合物开发提供了新的思路。

  • 原文来源：http://www.qnlm.ac/page?a=5&b=2&c=196&p=detail
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相关报告

  • 《青岛海洋试点国家实验室提出海域天然气水合物控砂开采新方法》
    • 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：2021-01-06
    • 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。
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  • 《《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。
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