海洋天然气水合物开采技术与装备发展研究( 四 ) 一、前言天然气水合物是由天

我国研制了水合物合成、分解动力学及物性研究的相关实验测试装置，初步搭建了水合物固态流化开采工具管串实验模拟系统、采空区滑塌实验模拟装置。国外水合物实验装置多是用于合成、分解及基础物性研究的模拟测试平台。整体来看，水合物降压、固态流化和组合开采工艺研究，工具管串适用性评价，储层风险评估模拟分析所需的技术实验装置还十分匮乏。
5. “三气合采”技术装备
我国针对水合物产量低、经济效益差的问题，提出了水合物、自由气、常规天然气“三气合采”技术，以期充分利用开采装备的使用价值、降低开采经济成本。然而，针对“三气合采”的海底表层、中深层天然气水合物、深部油气资源一体化开发的机制和核心技术装备尚未建立，缺乏“三气合采”实施的配套技术装备。
综上，在水合物开采专用技术装备方面，国内处于领先水平：基于降压法的防砂技术装备保障了两次试采的顺利进行，基于固态流化法的水合物破碎、回收与分离一体化钻采技术与装备和水合物开采实验模拟平台均为国际首创，在浅层疏松浅表层水合物钻进方面率先攻克预造斜导向水平钻进技术。此外，我国提出的“三气合采”技术思路有望成为提高水合物产量、尽早实现水合物商业化开采的重要技术方向。
四、我国海洋天然气水合物开采的发展思路与建议
基于海洋天然气水合物试采的发展现状，目前水合物开发存在的挑战主要是持续生产难度大且产量低、水合物开采专用装备缺乏、试采周期时间短、安全风险尚未显现等。围绕海洋天然气水合物安全、规模化开发的战略目标，亟需突破非成岩水合物开发面临的环境、装备和地质风险等世界性难题。为此，海洋天然气水合物开采技术与装备的未来发展方向是，从深水油气、水合物、海底矿产资源开发都亟需的通用关键技术与装备，水合物开采亟需的专用关键技术与装备两方面入手开展攻关研究。
（一）海洋天然气水合物开发技术与装备发展的战略目标
国内外海洋天然气水合物开发关键技术和装备的发展情况对比表明，我国的射流破碎回收技术装备、水合物开采模拟实验平台、“三气合采”创新方法整体处于国际领先地位；但深水浅层水合物开采预斜导向、安全钻进、水下井口、高效防砂、多相流泵送举升等卡脖子核心装备被国外企业垄断，设备国产化率偏低，与国际先进水平相差 5~8 年。为此，我国海洋天然气水合物开发技术装备发展的战略目标为：2025 年完成水合物试采配套的安全钻采关键技术装备研发， 2030 年实现水合物规模化稳定开采， 2035 年建立一套完整的水合物规模化开发工程技术装备体系（见表 2）。
表 2 海洋天然气水合物开发技术装备发展的战略规划

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（二）通用关键技术与装备的发展方向建议
1. 研发适用于深海海底矿产资源和水合物协同开发的智能采掘车
制约深海采矿、深海表层非成岩水合物开采的核心装备是具有海底表层智能行走、路径规划、高效采掘能力的智能采掘车。该装备的研制及应用对推进海洋深水矿产资源（金属矿和水合物矿种）开发、占领深海能源开发的战略制高点、保障海洋强国战略的实施具有重大意义。建议设立深海海底矿产资源和水合物协同开发智能采掘装备研发及应用重点研发计划项目，打破深海资源开发通用核心技术装备受制于国外的技术瓶颈。