天然气水合物产业化看本世纪中叶专访中国地质

●“开发天然气水合物是国家能源战略安全的重要保障。”

宁伏龙，中国地质大学（武汉）工程学院教授、博士生导师，俄罗斯自然科学院外籍院士。湖北省有突出贡献中青年专家，2015年入选中组部“万人计划”青年拔尖人才，2016年入选教育部“长江学者奖励计划”青年学者。主要研究方向为非常规能源天然气水合物勘探与开发。

我国天然气水合物开发已取得显著成绩，但实现产业化还有很长的路要走。

3月26日，自然资源部传出好消息：中国海域天然气水合物第二轮试采取得成功并超额完成目标任务。在水深1225米的南海神狐海域，试采创造了“产气总量86.14万立方米、日均产气量2.87万立方米”两项新的世界纪录。这标志着我国天然气水合物产业化正在稳步推进。

但是，我们距离真正的天然气水合物产业化还有多远？面临着哪些挑战？还要做哪些切实的工作？为此，本刊记者采访了在天然气水合物研究方面颇有建树的中国地质大学（武汉）教授、俄罗斯自然科学院外籍院士宁伏龙。

多方关注

中国石油石化：宁教授，您好！请问为什么越来越多的国家开始重视天然气水合物开发？

宁伏龙：这是因为天然气水合物正成为全球主要大国间能源竞争的战略高地。众所周知，能源是社会可持续发展的基础。未来能源特别是清洁能源短缺，是不得不面对的现实挑战。自然界中的天然气水合物，具有分布广、储量大、清洁低碳无污染等优点。因此，美国、日本、中国、德国、英国、印度等国非常重视天然气水合物开发。各国的根本目的，是想实现能源的供给安全。

天然气水合物分布广，海洋和冻土带广大地区都满足天然气水合物形成条件，赋存规模巨大。有估算认为，海洋及大陆冻土带中的天然气水合物碳数量是常规化石燃料碳储量的两倍左右。其经济价值足以令各国心动，特别是对能源进口大国，如日本、韩国、印度等。试验性的开采结果表明，从大陆边缘海底和冻土带天然气水合物中获取天然气是完全有可能的。

1993年开始，每三年一届的国际天然气水合物大会（ICGH）迄今已举办了9届，重点讨论天然气水合物作为潜在新能源的发展前景和技术突破。此外，每两年一次的高登研究大会（GRC）下的天然气水合物系统分会，以及国际甲烷水合物研究与发展论坛，都在关注如何安全高效可控地开采自然界中的天然气水合物。

中国石油石化：目前，全球天然气水合物研究和开发进展情况如何？

宁伏龙：天然气水合物已成为当前地球科学和能源领域研究的一大热点。各国政府、研究机构和工业界，持续合作开展了大量现场地质、地球物理、地球化学、钻探等相关调查工作以及室内广泛的实验和数值模拟研究，主要集中在天然气水合物的成藏机理、储层物性特征、资源潜力、勘探和开采技术及环境影响等方面。

迄今，国际上已经钻探了超过100口专门用于天然气水合物地质勘探、环境影响和生产试采的井。日本参与了2002年在加拿大冻土带进行的天然气水合物陆上试开采，获得了宝贵的试采经验，进而在2013年成功进行了全球首次海洋天然气水合物试开采，为全球海域天然气水合物开发迈出了关键一步。美国在陆上阿拉斯加和海域墨西哥湾进行了多年的天然气水合物调查工作，但海域试采一直没有进行。印度和韩国则准备近几年进行海域天然气水合物试采。

目前，国际上已经形成了几种天然气水合物开采方案，包括：注热激发法，通过钻孔将热水或热蒸汽注入，或者井下定向加热天然气水合物储层，使地层温度超过地层压力条件下的天然气水合物相平衡温度，从而激发天然气水合物分解，释放甲烷等气体；降压法，通过钻井排水释放储层地层原位压力，当压力降低到天然气水合物稳定区域外，天然气水合物就会分解并释放甲烷等气体，在井筒和储层压差作用下流到井筒采出；注抑制剂法，是将化学热力学抑制剂注入储层中，通过改变相平衡条件实现水合物分解产气；CO2置换法，通过注入CO2进入天然气水合物储层，从而置换出笼型晶体中的甲烷。

室内实验和现场试采结果表明，所有的这些方法在技术经济性和环境影响存在一些问题。如注热激发法很不经济；降压法会导致二次水合物形成，后期效率不高。因此，安全经济开发天然气水合物还需要科学界和工业界更多的研究。

成绩突出

中国石油石化：天然气水合物的开发对我国来说有怎样的意义？

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