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【團隊】天然氣水合物能源應用基礎研究的中堅力量——自然資源部天然氣水合物重點實驗室

来源:本站 日期:2020-09-02 浏览量:

2020年第8期《顺金棋牌》推出了“天然氣水合物勘探開發鑽井專輯”,由來自11家單位的專家撰寫的16篇文章組成,儫彷涵蓋海域天然氣水合物地質勘探、開發工程、鑽井工程三大領域。該專輯在2019年底,由本刊第八屆編委會委員、自然資源部天然氣水合物重點實驗室主任吳能友研究員,本刊首屆青年編委李彥龍助理研究員聯合發起,經過近一年的精心打磨,最終成型。在專輯推出之際,我們走進我國天然氣水合物能源應用基礎研究的中堅力量——自然資源部天然氣水合物重點實驗室

一、概況


自然資源部天然氣水合物重點實驗室(以下简称重點實驗室)依托于自然资源部中国地质调三查局青岛海洋地质研究所(以下简称青岛海洋地质研究所)。2012年青岛海洋地质研究所获原国土资源部批准,筹建部级重點實驗室。2015年6月,重點實驗室正式挂牌运行,立足于国际前沿、瞄准国家能源和海洋强国战略需求,在国内率先开展海洋天然气水合物模拟实验研究。2001年,重點實驗室在国内率先成功合成天然气水合物;2000—2015年,先后承担国家天然气水合物118专项、127专项的水合物项目10余項,在国家海洋天然气水合物调查研究中发挥了重要作用,逐步建成以“天然气水合物能源应用基础研究”为基本定位,以天然气水合物“基础理论与物性”“成藏机制与资源评价”“开采方法与技术”“环境效应”为重点研究方向的科技创新平台。重點實驗室現任主任爲吳能友研究員,學術委員會主任爲業渝光研究員,現有固定成員36人,其中40歲以下青年科研人員占比超過85%,擁有博士學位人員超過80%。重點實驗室優秀科技骨幹先後獲得“自然資源部高層次科技創新人才”“中國地質調查局李四光學者傑出地質人才—優秀地質人才”“山東省泰山學者”“青島市拔尖人才”“青島市創新團隊”等一系列榮譽稱號,建成了一支學科交叉結構合理、創新突出強的研究隊伍。5年來,實驗室累積承擔國家天然氣水合物專項國家五大科技平台項目60余項,在天然氣水合物基礎研究、實驗測試技術、資源勘查與評價、開采理論與技術等研究方面獲得了豐碩的成果,建立了自主研發了水合物力電以及鑽采一體化等實驗裝置40余套,獲國家授權120余項、國際專利10余項,形成水合物專利技術集群,发表高水平論文200余篇、出版專著5部,産學研一體化創新平台初具規模,爲我國海洋天然氣水合物勘察與試采提供堅實的科技支撐,成爲我國海洋天然氣調查研究領域的核心力量。


二、特色研究成果或方向

(1)天然氣水合物實驗測試技術體系

实验室科研人员经过10余年的研究,创新研发了系列低温高压装置,实现了与多种商业分析仪器联用,解决了制约水合物样品制备与测试关键技术的难题,建立并完善了水合物实验测试技术体系,主要包括水合物晶体分析技术、水合物谱学分析技术、水合物形态学分析技术、水合物地化分析技术、水合物熱学分析技术等。这些测试技术可获取水合物的晶体结构、笼占有率、气体组成、形态学、赋存状态等重要信息,为我国广泛、深入地开展天然气水合物研究提供有力的技术支撑。目前,这些测试技术已得到广泛应用。


(2)天然氣水合物微觀機理研究

天然氣水合物微觀機理主要涉及微觀孔隙結構分析和表征、微觀滲流、微觀生成—分解動力學等內容,旨在從孔隙甚至分子尺度上理解水合物生成—分解行爲及流體流動規律,是重要的基礎研究領域之一。借助高分辨率射線層析掃描儀、掃描電子顯微鏡和低場核磁共振測試儀等先進微觀探測設備,並結合分子動力學模擬、離散元模拟、有限元模拟等数值模拟手段,重點實驗室完成了大量天然水合物樣品的微觀測試與分析,旨在從微觀角度闡明我國南海多類型水合物試采的産出機理,爲海洋天然氣水合物資源高效開采提供理論支撐。


(3)天然氣水合物鑽探獲重大突破

重點實驗室科研人員通過多年的研究與實踐,建立了一套“ROV下潜聲呐扫描—摄像及精细取样—原位实时监测”三合一的冷泉探测技术,创造性地提出了近海底三维快速精准锁定冷泉的技术方法,在我国重点海域发现大片冷泉、泥火山区及海底活动甲烷羽状流,证实了8個冷泉活動,明確了自然條件下水合物的泄漏特征,爲尋找海底水合物指明了方向。針對重點海域特殊的地質構造條件,提出了高熱流背景水合物成矿理论,自主形成了“小道距多道地震優選區帶、三維立體探測鎖定目標、鑽探取樣驗證靶區”的一套精准高效的勘查技術體系,獲得了重點海域的高精度地震、地質和地球化學資料,爲淺鑽取芯選址和層位預測奠定基礎。2016年首次鑽獲了大量厚層塊狀水合物實物樣品,發現2個淺層泥火山型水合物藏,證實了海底淺層水合物的資源前景。

(4)天然氣水合物試采理論與技術體系

重點實驗室研究人员根据水合物开采原理,建立了多学科交叉、多尺稛嶷合的研究方法和装置,从微纳尺度、孔隙尺度、岩芯尺度和仿真尺度等不同维度建立了海域天然气水合物开采模拟技术体系,实现了海洋水合物储层参数的多手段模拟,获得了对水合物分解过程中储层参数动态演化特征的基本认识;围绕天然气水合物增产和稳产工艺,开展多分支水平井、静力触探、出砂预防等方面的实验和数值模拟研究,构建了海域天然气水合物试采过程中“透明储层”研究的基本框架,为水合物开采产能模拟、储层稳定性评价和控砂方案优选提供了有力的支撑。



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