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隊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開采系統(tǒng)，突破相關(guān)技術(shù)難點，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開采系統(tǒng)

研究團隊歷時三年，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，建立了高壓儲層模擬器縮尺相似設(shè)計理論與技術(shù)，解決了高壓三維儲層模擬器空間尺寸、強度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計難題;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，形成了實際水合物藏真實重塑制備技術(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裝備，與實驗室已有開采模擬設(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、工程實施安全等多功能全方位研究。

科研團隊利用該試驗系統(tǒng)，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(shù)體系，顯著提高天然氣水合物開采的經(jīng)濟性、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示范基地和科技人才培養(yǎng)基地，以及經(jīng)濟社會可持續(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)濟效益。

該研發(fā)工作依托于2018年廣東省促進經(jīng)濟發(fā)展專項資金(海洋經(jīng)濟發(fā)展用途)重點項目“南海天然氣水合物高效開采與控制技術(shù)研究”，項目于近期通過驗收。驗收專家組經(jīng)實地現(xiàn)場查驗、答辯等驗收環(huán)節(jié)一致認(rèn)為，該項目完成各項研究任務(wù)，超額完成考核指標(biāo)。驗收結(jié)果為綜合評級“優(yōu)秀”。