水合物多分支井开采增产机理研究取得新进展

近日，自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所在天然气水合物（以下简称水合物）复杂结构井开采研究方面取得新进展。研究揭示了多分支井降压开采存在1+1>2的协同增产效应，为水合物开采增产提供了新思路。该成果发表在油气领域国际权威期刊Journal of Natural Gas Science and Engineering (IF=5.285)，毛佩筱博士为论文第一作者，吴能友研究员和万义钊副研究员为通讯作者。

提高水合物开采产气量是实现其商业化开采的必然要求。2019年，青岛海洋所天然气水合物研究团队提出了多分支井开采水合物的新思路。利用数值模拟和实验模拟手段分析了多分支井开采的产能特征，证实了多分支井可以明显提高水合物降压开采产气量。本研究表明，螺旋状多分支井为优势开采井型，但此类多分支井最佳的布设方式仍待解决。研究人员还发现多分支井存在1+1>2的协同增产效应，例如，4个分支水平井的累计产气量大于4个单水平井累积产气量的4倍，这种协同增产效应只在水合物储层渗透率较低时存在，在常规油气开采中未见报道。据此，研究人员利用数值模拟手段，系统研究了螺旋状多分支井布设方式对开采产能的影响，结果表明，螺旋分布的多分支井由于降压协同效应可以大幅度提高开采的产能，且越规则的布设方式对产气越有利；降压协同效应在多分支井产气过程中存在“无影响”、“积极”和“消极”三个阶段，这三个阶段主要与井间距离、渗透率和开采时间有关；由于1+1>2的“积极”干扰，将分支井长度大于30米的螺旋状多分支井布设于低渗水合物储层中可显著提高开采产能。

近年来，该研究团队在水合物多分支井开采方面取得了系列重要成果。利用数值模拟手段和自主研发的实验装置，系统分析了多分支井开采的产水产气特征，揭示了其增产的机理，为水合物复杂结构井开采提供了重要支撑。

上述研究得到了国家自然科学基金(42076217,41906187,51904280)，国家留学基金(202008110273)，青岛海洋科学与技术试点国家实验室山东省专项经费（No.2021QNLM020002），泰山学者特聘学者项目(ts201712079)，山东省自然科学基金(ZR2019BD058)和中国地质调查局二级项目(DD20221704)的支持。

多分支井开采的压力、温度、水合物饱和度和气体饱和分布特征