天然气水合物研发新进展和前沿技术

　　20世纪中后期特别是进入新世纪以来，世界天然气水合物研发取得了一系列新进展和技术进步，主要是：①一些国家相继完成第一轮国家水合物研究计划，开始执行新一轮国家计划；以《大洋钻井计划》水合物调查为代表的国际合作项目完成，其他国际合作项目亦成绩斐然，水合物国际学术交流活动日益频繁，水合物文献量逐年增多，正式启动了《综合大洋钻探计划》的水合物调查项目，水合物研发趋于国际化；②加拿大马更些三角洲Mallik3L-38、Mallik4L-38和Mallik5L-38井组完成了永久冻土带水合物的试验性开采（除技术问题外试验井还旨在解决每口井的水合物气采收率，每口井的产量，开采成本和水合物气价格等问题），日本和美国制定了明确的商业开采时间表，并着手进行海洋水合物试验性开采；③在陆上和海上水合物普遍调查基础上，国际性一“陆”二“海”3个大的水合物研究和开发试验区雏形显现，一是加拿大马更些三角洲和美国阿拉斯加北部斜坡永久冻土区，二是日本南海海槽，三是美国墨西哥湾；④水合物地质学和地球化学研究在气源、运移和成藏模式上有新发现和新见第，高分辨率2D和3D地震勘探和其他新的地球物理调查技术确定井位的成功率提高，钻井取样技术趋于成熟；⑤在室内实验模拟和陆上永冻区开采试验（包括钻井、试井、测井和完井试验）基础上的海洋水合物工业开采技术将接受海底条件的检验和进一步积累。

    　天然气水合物的研发首先是一个地学问题，地质研究可回答有没有、有多少、成藏否、在哪里等问题。Mallik诸井、阿拉斯加、美国墨西哥湾和日本南海海槽钻井的成功，首先归功于深入的区域地质研究。地质问题解决之后，技术就是决定性因素，而且大部分地质问题的解决也离不开技术。经过30多年的勘查实践，到目前，以取样技术和开采技术为代表的技术系统已成为世界天然气水合物研发的前沿技术。

    　参与试验性开采最积极的国家是日本、加拿大、美国、德国、印度等国。日本由于常规油气资源匮乏，在开发水合物气方面特别急切。加拿大具有试验性开采的良好陆上基地。美国对水合物气开发的能源战略目标和科学目标均很重视。德国既无常规油气资源，又无天然气水合物资源，其主要靠技术优势以期在国际合作和未来水合物气开发中获益。依据近年来试验性开采的成果和今后的技术进步看，在2015—2020年发达国家实现工业规模开采水合物气在技术上是可行的，但实现商业开采，即从投入产出比上与开采常规气相比值得探讨。

    　全球常规天然气资源禀赋甚佳，生命期尚有100年左右。我国常规天然气可采资源量为13.32万亿m3，与加拿大（13.75万亿m3）和沙特（13.73万亿m3）相当；剩余可采储量为2.0894万亿m3，仅次于沙特、伊朗、美国和俄罗斯（附件9）。我国天然气工业正处于大发展初期。根据我国能源结构是一个多元化模式的特点（天然气在一次能源消费中最多约占10％），水合物气最多只能占据同常规天然气一样的位置。水合物气是一种战略（或后续）能源资源。

    　比起常规天然气，人类对天然气水合物的认识还很肤浅，特别是成藏条件和开发问题，需要许多探测、试验和技术准备。又因为能源品种替代的最主要驱动力有2个，一是经济，例如用B比用A便宜，B才能代替A,在当前和今后相当一段时期内、生产水合物气比直接生产或外购常规气的成本肯定要大得多，所以，开发水合物气应是在投入产出比小于或等于常规气的时候，或者应是在投入产出比小于或等于其他可再生能源品种的时候；二是环境，B比A对环境更友好，B才能代替A,水合物气和常规气都是以甲烷为主，对环境的贡献差不多，但是开发水合物涉及全球和局部气候变化以及诱发海洋地质灾害等重大环境问题，其中有些危害性暂时还无法预见，所以在基本技术路线上天然气水合物的研究当前属于基础性、前瞻性和战略性问题。