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天然气水合物是一种非常规的、洁净天然气资源，开采难度大。文章主要介绍了水合物实验研究设备——天然气水合物合成及微钻实验装置。该设备为科研人员在实验室内进行天然气水合物形成条件，模拟自然环境下进行天然气水合物钻采以及进行钻井工艺实验研究提供了良好的实验基础。文章介绍了设备的主要组成部分、材料选择及各部件的主要工作机理，设备可适用的实验内容等。     

海底天然气水合物钻井液性能

在分析了海底天然气水合物地层钻井液特点的基础上,为获得确保在水合物地层安全钻进的钻井液,利用"天然气水合物微钻模拟实验系统"对部分钻井液处理剂及聚合醇无粘土海水钻井液进行了水合物抑制性实验和低温流变测试.提出了应合理选择钻井液处理剂,确保钻井液具有良好的低温性能和有效抑制水合物生成的能力.     

利用地热开采海底天然气水合物

天然气水合物在资源、环境和全球气候变化中具有重要意义，因而引起各国的高度重视，已成为当代地球科学和能源工业研究的一大热点。近年来，能源短缺日益严重，油气价格居高不下，使得很多国家都更加关注具有能量密度高、储量大和分布广等特点的天然气水合物，纷纷加大天然气水合物勘探和开发研究的力度。海域中发现的水合物数量占绝大多数，因此开采海底天然气水合物是未来研究的重心。现有的多种天然气水合物开采方案，如热激法、减压法、化学抑制剂法、置换法和混合开采法等，都不同程度地存在一些问题。文章在对这些开采方法优缺点进行分析的基础上，提出了利用干岩地热开采海底天然气水合物的设想，并给出了相应的简单生产模型。只要解决好漏失、循环通道和换热面等人工地热储构建问题，利用地热开采海底天然气水合物将是未来商业生产的一个不错选择。     

天然气水合物地层钻井时水基钻井液性能实验研究

文章在分析天然气水合物地层钻井特性的基础上，提出了在进行天然气水合物地层钻井液体系设计时除考虑其对天然气水合物抑制性外，还要重点关注钻井液的相对密度、护壁性和流变性等对井壁稳定和井内安全起关键作用的性能指标。据此，通过实验分析了不同类型处理剂对以盐/聚乙二醇为抑制剂的水基钻井液的上述几个性能改善情况，并在此基础上探讨了盐、聚乙二醇和固相含量对钻井液相对密度、护壁性和流变性的影响。目的是为今后天然气水合物地层钻井液体系设计提供理论依据。     

天然气水合物储层改造研究进展

天然气水合物（以下简称水合物）是一种潜力巨大的未来能源,目前阻碍水合物商业化开发的表观原因是产气量不达标,因此有必要从水合物开采方法角度思考如何增产,其中储层改造技术显得尤为重要。为此,在系统梳理了水合物储层改造理论和技术基础上,将其储层改造领域分为水力压裂、近井改造和化学改造3个方向,总结了3个方向取得的主要研究成果、存在的问题与挑战,并进行了讨论与展望。研究结果表明：(1)水力压裂方面进展较快,其成果验证了水合物沉积物的可压性,揭示了水合物沉积物与岩石拉伸破坏相似的压裂机理,发现裂缝在围压作用下闭合后仍具有增渗效果并有利于二次张开,分析了地应力、压裂液对水合物沉积物压裂特性的影响,构建了压裂过程数值模型,阐释了人工裂缝改善水合物储层降压和注热效果的机制,明确了人工裂缝高渗通道对产气速率等关键生产指标的提升作用;(2)近井改造方面,揭示了高压水射流冲蚀水合物沉积物的机制和规律,通过数值模拟验证了水射流割缝、井周注浆柱、分层劈裂注浆均可有效提升生产性能,但研究尚处于构建产气模型评估改造效果阶段,还需验证其可行性和有效性;(3)化学改造方面,探索了二氧化碳水合物改造盖层和甲醇吞吐对水合物...     

天然气水合物储层测井评价及其影响因素

天然气水合物储层准确识别和精细定量评价是自然界水合物开发利用和环境影响研究的基础,而地球物理测井则是除地震和钻探取心外最有效的原位识别和评价方法。电阻率和声波测井是最早应用于水合物储层识别的井内地球物理方法,由于具有较高的准确性和可靠性,二者仍是目前水合物测井的主要方式,并不断衍生出新的技术,如环电阻率、方向电阻率、多极声波测井等;同时,其他如井内成像、密度、电磁波、核磁共振等测井方法也被综合用于识别水合物储层。经过最近20年的发展,水合物系统测井方法已从单一的测井识别发展到运用各种先进的随钻和电缆测井评价复杂地质条件下水合物储层物性的阶段,初步建立了一套基于常规油气系统的水合物系统测井评价理论体系。该套体系对均质孔隙填充型砂质水合物储层具有较好的适用性,但对于非均质性泥质储层(如裂隙、薄层、互层、富泥质)及胶结或骨架支撑形式的水合物储层应用会产生较大的误差。此外,钻井过程中井眼冲蚀和钻井液侵入等外部因素也会影响水合物测井识别和评价结果。通过了解不同测井方法及其最新的研究进展,认为未来水合物测井技术的发展应侧重提高水合物地层识别和评价的准确性,开发复杂条件下水合物储层岩石物理模型,并综合利用地震、测井、岩心分析等方法修正所建立的岩石物理模型和校正实际的测井结果。     

低剂量水合物抑制剂的研究进展

在深水油气钻井和油气输送过程中,管道或井筒内水合物的形成和聚集会带来严重的负面影响,而注入化学抑制剂是最常用的解决方法。介绍了低剂量抑制剂(动力学抑制剂和防聚剂)的类型、抑制机理及主要研究方法,指出了当前研究存在的问题,并提出了今后低剂量水合物抑制剂的发展趋势。     

模拟冻土区水合物地层骨架的人造岩心实验研究

目前,天然气水合物物性认识和资源评价研究都受到了天然岩心来源的极大限制。因此,开发出一套贴近于水合物地层的人造岩心技术特别是基础骨架制备思路显得尤为必要。从实际水合物地层特性出发,选取地质资料丰富、水合物成藏条件良好的美国阿拉斯加北部斜坡冻土区Mount Elbert Unit C-GH1井段地层作为模拟对象,选用石英砂环氧树脂压制胶结岩心方法,通过全面实验分析了影响人造岩心渗透率的主要因素,然后以渗透率和孔隙度为实验指标设计正交实验研究各因素对指标的影响,确定了与目标地层渗透率和孔隙度最为接近的2个配方,并通过力学单轴抗压强度值的比较进一步明确了较优配方。实验研究结果表明,设计的较优配方与目标地层的粒径配比、渗透率、单轴抗压强度和密度基本相同,孔隙度则较为接近,采用这种技术流程可以制备出贴近原位的水合物沉积物骨架。     

中国天然气水合物赋存特征

中国陆上冻土区和海域深水区都拥有丰富的天然气水合物（以下简称水合物）资源，二者虽在同盆共生、运聚机理上有相似之处，但差异也十分明显。为了给地质—工程—环境一体化开发水合物提供准确的基础地质数据，从构造与沉积、地温、热流、地球化学、地球物理响应、赋存类型、孔渗、力学强度、饱和度等9个方面，对比分析、总结了二者在分布规律与赋存特征上的差异性。研究结果表明：①陆上冻土区水合物主要赋存于中生代地层，以热成因气为主，受断层裂隙构造控制，具有较好的圈闭条件，其储层温度、地温梯度、热流、压力表现为“四低”特征，水合物多数分布在砂岩孔隙和泥页岩裂隙中；②陆上冻土区水合物测井响应总体显示“两高两低”特征（高电阻率、高波速、低自然伽马、低密度），储层岩石力学强度高，具有低孔隙度、低渗透率和低水合物饱和度特征；③海域水合物主要赋存于新生代第四纪地层，热成因或生物成因气皆有，受泥底辟、气烟囱、断层裂隙控制，无明显圈闭，其储层温度、地温梯度、热流和压力表现为“四高”特征；④海域水合物多数分布在富含有孔虫的黏土质粉砂和粉砂质黏土中，地震反射波显示明显的BSR特征，测井响应则总体表现为“两高”特征（高视电阻率、高波速），其储层沉积物力学强度低，具有高孔隙度、低渗透率和相对较高的水合物饱和度。结论认为：①海域是中国水合物富集的主要区域，后续应突破海域水合物甜点识别与评价技术，统筹考虑整个水合物油气系统的资源禀赋特征；②应重点攻关水合物储层精细表征技术和富集矿体—储层系统的精细刻画，加强海陆联合和全球比对研究。     

天然气水合物动态成藏理论

总结了天然气水合物的赋存状态及其分类,从生成和分解速度角度提出了天然气水合物的动态成藏理论, 并依据冻土层钻井气体喷溢、海底水合物露头和海底羽状气泡流等实例论证了这种动态成藏理论。指出天然气水合物赋存状态主要有3种类型,即成长型（渗透型、扩散型）、成熟型和消退型,认为我国南海北部陆坡区的西沙海槽、东沙群岛东南坡、台西南盆地、笔架南盆地等区域有可能存在着仍处于发育阶段的渗透型或扩散型水合物层,而青藏高原羌塘盆地则是属于消退型水合物,祁连山地区、准噶尔盆地等的烃类气体泄漏表明在我国西北和东北的冻土带也可能存在着含气水合物层。 