科研成果

　　近年来，实验室在天然气水合物资源勘查、评价及开采中取得了显著成果。实现了我国海域水合物找矿系列突破，支撑了海域水合物试采取得成功，向产业化迈出极为关键的一步；创建了水合物环境安全与风险防控体系，奠定绿色开采基础；系统建成全流程一体化的测试分析与开发模拟技术体系，大大增强基础研究和应用研究融合创新发展能力。研究成果与进展简要概述如下： 

　　1.天然气水合物基础与物性 

　　实验室聚焦工程需求，创新研发了10余套模拟实验技术、近20套模拟实验装置，形成了跨尺度模拟实验平台和高效数值模拟软件，累计获得了50余项国内国外专利授权以及近10项国家软件著作权；深入开展了天然气水合物储层声学、电学、地球化学物性响应特征研究，揭示了不同赋存类型天然气水合物储层物性响应特征差异；系统进行了天然气水合物储层渗流与变形及强度等力学物性响应特征研究，揭示了力学物性响应特征及其对应的微观结构演化机理，实现了天然气水合物开采渗流力学等基础理论创新，服务了天然气水合物资源开采工程。近三年来累计发表论文100余篇，其中行业顶尖期刊论文20余篇，在Web of Science中被他引超1000次，受到中国工程院杨春和院士与中国科学院高德利院士等国内外著名专家学者的认可与好评，支撑团队获得山东省科学技术进步一等奖等多项重要学术奖励。 

　　2. 天然气水合物成藏机制与资源评价 

　　重点海域天然气水合物资源勘查工作，综合多手段调查与研究成果，提出了高热流背景下弧后盆地浅表层天然气水合物成藏理论，并建立了浅表层天然气水合物成藏模式：深部地层中油气藏的破坏为天然气水合物的成藏提供大量有机热解成因气，断层、气烟囱等构造活动为深部气源向上覆地层运移提供了重要运移通道，沉积物高热流特征驱动天然气水合物在60m以浅泥火山构造周边沉积物中呈环带状赋存。该理论打破了以往关于高热流背景下不利于天然气水合物成藏的传统认识，并认为高地温梯度更有利于中深层有机质热降解排烃，可为浅表层天然气水合物成藏提供充足的气源供给，该理论对于我国水合物勘查具有里程碑的意义。 

　　3. 天然气水合物开采理论与技术方法 

　　建立了水合物多分支孔开采模拟实验技术，初步建立了一套适用于不同多分支孔开采方案下的产能预测技术；摸清了水平井长周期开采过程中水合物储层稳定性演化特征，基于工程地质参数模拟提出水平井砾石充填完井设计；形成水合物试采储层井间电阻率成像动态监测技术，建立了垂直井水合物储层的电阻率动态监测方法。围绕储层传热传质机理和开采流固体产出预测与评价这一海洋天然气水合物开发的核心科学问题，选择合适的地质目标，采取恰当的调控策略，在地质风险可控状态下实现天然气水合物的安全高效开采是海洋天然气水合物开发的必然要求，实验室围绕上述技术难题开展攻关，创建了适用于南海天然气水合物的储层刻画与目标优选技术，发展了水合物试采井控砂技术，提出了南海水合物试采水平井布局及开采调控建议，为南海天然气水合物试采重大突破提供了重要支撑。此外，初步提出浅表层水合物科学性试采方案，丰富了水合物试采技术体系。 

　　4. 天然气水合物环境效应 

　　天然气水合物环境效应调查评价主要面向我国天然气水合物产业化开发过程中的环境问题开展工作。主要包括：天然气水合物解离脱气机理、运移消耗及环境效应研究；自然条件下水合物矿区环境基线调查监测；开发过程中水合物环境监测、风险防控、生态修复；矿区环境监测、探测高新技术装备研发。取得了以下成果：1）创新建立了天然气水合物解离流体在沉积物、水体和大气等多媒介的运移消耗机理，评估了环境反馈效应；2）在我国重点海域水合物富集区开展环境基线调查评价，探测到水合物分解泄漏驱动的200余个冷泉喷口，并进行了系统调查，获得了环境基线与异常特征；3）开发了一整套面向水合物开发环境监测物联网技术，实现开发过程原位、立体、实时、动态监测；4）研发了海底甲烷泄漏多参数探针式着落器、水下CO2和CH4气体传感器、三维激光线扫描仪等多种仪器，目前正在研发海底智能爬行车、桨蹼六足一体化机器人等装备。 

　　综上，天然气水合物作为一种新的能源矿种，相比其他的矿产资源，在其成藏理论、开采机理与关键技术等方面的研究还十分薄弱，亟须集中优势力量协同攻关，开展基础理论研究和前沿技术研发，破解天然气水合物勘探、开发的理论和技术瓶颈，明确其可采资源量，解决其资源开发的环境效应问题，推动天然气水合物产业化开发，促进能源结构变革，为建设海洋强国提供支撑。