海洋非成岩天然气水合物固态流化开采模拟实验技术及系统

针对海洋非成岩天然气水合物的自然属性和 赋存特征，周守为院士2012年在第87届“双清论坛”上首次提出固态流化开采科学思想， 2014 年在第九届世界天然气水合物研究与开发大会上向全球正式报告“六个利用”科学 技术原理和固态流化开采科学思想。固态流化开采的科学实质是将固态天然气水合物先碎 化、后流化为天然气水合物浆体，进入封闭管道初步分解，再举升到海面平台深度分解并 进行气、液、固分离，从而获得天然气。但固态流化开采原理是否科学可行？开采工艺流 程能否实现？试采工程如何实施？为此，西南石油大学联合中海油研究总院有限责任公 司、中国航天科工集团四川宏华石油设备有限公司，发明海洋非成岩天然气水合物固态流 化开采模拟实验方法及技术，研制成功全球首个具有完全自主知识产权的海洋非成岩天然 气水合物固态流化开采大型物理模拟实验系统，实现了1500m 水深、4500m 管长固态流 化开采全程模拟，建成世界首个海洋天然气水合物固态流化开采实验室。首次系统开展海 洋非成岩天然气水合物固态流化开采实验，为试采方案制定、工艺优化设计和水下工具研 制提供了重要支撑。2017 年5 月，在我国南海神狐海域成功实施全球首次海洋水合物固 态流化试采，是世界海洋水合物开发史上的又一个里程碑。

固态流化开采研究取得突破性进展并处世界领先，2017 年12 月《Science》杂志以“Latest Achievement of SKL of SWPU”为题报道了固态流化试采以及实验室建设成果。

西南石油大学牵头历经近5 年攻关，发明和研制成功具有完全自主知识产权的海洋非成岩天然气水合物固态流化开采大型物理模拟实验系统，全过程模拟固态流化开采工艺流程，并建成全球首个海洋非成岩天然气水合物开采实验室。该系统由水合物样品快速制备、破碎及浆体调制模块，水合物浆体高效管输与分离模块，实时图像捕捉、数据自动采集及安全控制模块共3大模块以及12个子系统构成，子系统包括：水合物样品制备子系统、水合物岩样破碎子系统、水合物浆体调制子系统、螺杆泵输送子系统、垂直管输子系统、水平管输子系统、多级降压子系统、多级升温子系统、在线自动保温保压取样分析子系统、三相分离子系统、数据采集与监测子系统和数据测试、分析处理、存储及控制子系。

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(本文编辑：罗莉 ）

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