天然气水合物产业化看本世纪中叶专访中国地质(3)

中国石油石化：如何解决这些困难？

宁伏龙：如何安全高效、长期可控地开采天然气水合物，是实现产业化的关键。而这里面的难点、堵点和痛点，就是储层特别是井周储层精细刻画及其开采过程中的动态响应规律。

储层精细刻画是基础，储层响应行为表征是关键，储层行为控制与改造是目标。因此，解决上述困难首先要围绕储层精细刻画与评价方法进行突破。比如，针对天然气水合物储层的更好的测井识别和评价方法、基于大数据深度学习的资源评价与有利选区评价技术、储层微观结构与水合物定量表征技术、“甜点区”关键地质参数定量表征技术等。

进而从开采过程中储层动态响应机理、耦合行为规律与控制入手，通过研究储层响应机理，找到储层失稳、出砂和产量偏低的控制因素，通过研究储层力学行为规律、渗流行为规律、传热和相变行为规律，以及四者的耦合，研究流固产出和井眼稳定一体化分析预测技术。这是储层生产控制的基础，可为后续储层增产改造、防砂、井眼稳定一体控制技术提供理论和技术支撑。而在控制技术上，我们可尝试一些创新的化学工程与材料技术甚至人工智能技术，解决储层失稳、出砂、产量低等工程难题。

前景光明

中国石油石化：在您看来，如何才能加快我国天然气水合物产业化的步伐？

●供图/人民视觉

宁伏龙：在我看来，首先要确定科学的开发理念和技术思路。地质—工程一体化是公认的非常规油气实现效益开发的最佳途径。水合物储层工程地质特性决定了其高效开发也需要地质—工程一体化。此外，水合物赋存区域生态脆弱、开采可能诱发的甲烷泄露和海底地质灾害等环境风险高，因此，地质—工程—环境一体化开发理念应是水合物产业化的必由之路。此外，多尺度表征刻画、多场耦合分析预测、多学科交叉控制、多部门协作攻关的技术思路，对加快我国天然气水合物产业化发展十分重要。

正如我前面所说，首先我们需要夯实基础理论，通过多学科交叉、多尺度表征研究天然气水合物在沉积物中的聚散机理，如相变热力学和动力学理论等，研究天然气水合物储层开采过程中的力学行为特征、渗流行为规律、传热行为模式，进而发展基础的相变渗流理论、相变传热理论和相变力学理论，厘清储层多场耦合机制，并建立相应的基于数据驱动的全耦合模型。

其次，需要掌握天然气水合物储层禀赋特征，包括成藏条件与富集机制、资源量估算、地质甜点识别和评价方法、开采过程中上盖层、储层、下伏层结构和物性演化特征等。

再次，需要厘清井眼—储层构效关系。不管采用何种井身结构，还是后续储层增产改造，都需要厘清井身、井网、裂缝结构与储层产能的关系，进而确定工程和环境甜点，开发低成本成井和开采工艺。总的来说，应将储层工程地质特性、井身结构、完井方式、井内工具、储层改造、环境监测与生产制度一体化考虑，基于地质—工程—环境一体化思路，实现开采过程中储层稳定、泥砂管控与产能最大化的有机平衡。

最后，需要产—学—研—政相结合，加强统筹谋划，做好顶层设计。现在天然气水合物项目很多，甚至有些项目类似，比较浪费资源。需要打破利益屏障，优化资源配置，集中全国力量进行攻关。我们可以借鉴美国、日本的经验，成立国家天然气水合物开发委员会，发布统一的国家天然气水合物研究开发计划，将政府—研究机构—产业界—公众教育无缝衔接起来。

中国石油石化：您对我国实现天然气水合物产业化利用乐观吗？

宁伏龙：当然乐观，但我们不能求快，要稳扎稳打。对能源的渴求之心，不能超过对自然的敬畏之心和对环境的保护之心。

目前，我国天然气水合物开发利用正处在关键时期，全球天然气水合物开发也处在十字路口，面临多重选择。我们需要沉下心来，稳住并思考我们的长远目标是什么。

由于海域水合物常与盆地中的常规油气共生共存，因此我个人是支持浅层气、天然气水合物、常规游离气和水的“三气一水”共探共采。因为不管是哪类气，我们的目的是要获得清洁的天然气资源，同时还能解决平台大材小用问题。因此，应从整个水合物油气系统角度进行思考和开发规划。在统筹规划的基础上，可分阶段、分步骤实施产业化突破。比如，第一步可先尝试新井身结构，第二步可尝试储层增产改造新方法，并在单井层次上实现地质—工程—环境一体化开采。第三步可尝试水合物气和游离气的两气合采，最后实现海底开采井的网络化和智能化。最终，在单井、井网平台和区块三个层次上实现地质—工程—环境一体化开发。

文章来源：《湖南工程学院学报（社会科学版）》 网址: http://www.hngcxyxb.cn/qikandaodu/2021/0308/630.html