天然气水合物监测技术研究

       水合物在生产过程中会产生气体、水等,并且沉积物颗粒及孔隙结构等也会发生相应的变化,为了能够保证天然气水合物的开发能够高效安全长期进行,发展相应的井中温度、压力、气体组分、水的化学成分等的原位测量技术、以及生产过程中储层范围的相态变化、地层变形等生产监测技术至关重要。拟在如下方面开展相关技术研发工作:

       1、原位化学参量监测技术

       天然气水合物在自然环境中与各种化学物质混合存在,并且在水合物的合成和分解过程中环境中的化学组分,例如各种离子浓度、水等会发生变化,通过原位采集这些化学参量是研究天然气水合物的物理化学变化过程的基本条件,然而目前国际上在天然气水合物研究和试采工作中都缺乏这些原位采集技术和仪器。

       2、全光纤4分量海底地震监测阵缆

       全光纤4分量海底地震监测阵缆(4C-OBC)通过监测生产过程中声波经过水合物层的走时(速度)和振幅变化,可以分析水合物的分解情况,推算储层的饱和度变化。研制具有自主知识产权的4C-OBC采集装备是重中之重。通过水合物试采过程储层监测的实验,突破国产4C-OBC的装备设计、制造、海洋工程敷设施工和采集作业能力等方面的技术难关,为掌握和形成大规模、长寿命海底监测网络装备制造和海洋工程施工能力奠定基础,只有这样才能从根本上打破国际垄断和技术限制,提升物探领域的国际竞争力。

       3、海底变形监测技术

       当海底发生塌陷时,会造成局部区域的沉降和/或倾斜,为了对我国南海水合物试采过程中的海底稳定性进行评估,需要研发集成度高、方便深水布放施工的海底变形监测仪。研制适合南海水合物生产试验区域使用的具有自主知识产权的海底变形仪,根据监测的核心目标(水合物试采导致的海底倾斜和沉降监测),配合试采工程开展海底变形监测,评估试采对海底稳定性的影响,为改进试采方案和建立水合物商业性开采方案提供科学依据。

       4、储层温度压力监测技术

       天然气水合物的形成和分解受到温度和压力的影响。通过井下地球物理系统对水合物储层的温度、压力等关键参数进行长期监测,获得的基线数据可以用于分析得到水合物储层和非储层的温压场特征和力学性质差异,探测水合物分解前缘的位置,研发具有自主知识产权的水合物储层原位温度和压力长期监测系统可为水合物试采提供重要数据支撑。