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国际专家分析水合物产业化开发面临的重大挑战

重点考虑资源表征、生产技术、市场和监管

2020-1-13 8:31:39 来源:中国矿业报

自然资源部中国地质调查局地学文献中心近期在《国际地学动态》内部刊物上,对国际水合物领域著名学者Timothy S. Collett关于控制水合物赋存和生产的地质及工程因素的认识进行了报道。

加拿大Mallik是最早开展水合物试采的地区,分别于1998年、2002年和2007~2008年进行了3次陆域冻土带水合物试采,从地质、工程和产气试验等多个角度为水合物储层系统的地质控制因素研究提供了重要支撑,并首次直接认识了含水合物储层的生产响应特征。然而,该研究由于试采周期的限制,不足以完全评估水合物的资源潜力。

阿拉斯加北坡是美国非常重要的油气产区之一,该地区的水合物赋存与已知的常规油气系统有着密切的联系。2012年,科研人员在该地区进行了全球首次结合二氧化碳-甲烷水合物置换法和降压法的水合物试采工程,从技术层面证实了利用置换法开发水合物的可行性。2019年1月,该地区成功完成地层测试工作,圈定了可作为未来长期试采的两套富砂质含水合物储层。

2000年以来,日本Nankai海槽一直是全球水合物勘查与试采工作的焦点地区之一。2013年3月,科研人员在该地区进行了全球首次海域水合物试采,但由于井内出砂和恶劣的天气条件,产气试验仅持续了6天;2017年5月至6月,在该地区进行了第二次试采,第一口试采井同样因出砂事故而被迫终止,第二口试采井在采取改进措施后取得了“一定程度的成功”,但以目前的产气时长还无法证实现有技术的长期生产可行性。

通过对全球主要水合物试采工程的回顾,国际水合物领域著名学者Timothy S. Collett提出了推进产业化开发进程亟待解决的重大挑战,值得我国借鉴参考。

一是水合物资源的表征。要重新审视和改进现有的水合物资源评估方法,从针对水合物的原地资源量评估转向技术可采资源量评估,以最终实现储量评估;促进水合物储层系统模拟、实验室研究、以及现场调查的发展和融合;开发、测试和部署新的现场表征工具,以满足重要的水合物研究需要以及优化水合物勘探规程。

二是水合物生产技术。要建立新的耦合了宏观-微观力学模型的水合物生产预测模型;从实验室研究、模拟和现场规模的角度,分析可能提高水合物产能的储层增产改造技术;评估现有完井技术和新型完井技术的适用性,包括水平井和多分支井的钻完井工艺;水合物生产对水合物储层系统(即储层及其上覆盖层)物理和力学特性的影响。

三是市场和监管问题。要考虑其他非常规能源和常规能源的发展进程对水合物产业化开发目标的影响,资源潜力和技术、经济方面的不确定性,国家层面对水合物作为潜在能源来源的紧迫性以及政府对实现水合物产业化开发的决心。□ (张炜 邵明娟)D16

网站编辑:宫莉

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