近日，荷兰爱思唯尔出版集团主办的能源科学领域期刊《Applied Energy》在线发表了我国天然气水合物试采团队关于海域天然气水合物首次试采的研究成果《The response of temperature and pressure of hydrate reservoirs in the first gas hydrate production test in South China Sea》（中国南海天然气水合物首次试采储层温压响应特性）。

天然气水合物开采过程中，储层内部温度、孔隙压力对分析水合物分解区域、分解状态等至关重要，也是评估持续产气量、二次水合物形成以及储层稳定性的重要参数。2017年我国海域天然气水合物首次试采后，广州海洋地质调查局试采团队利用TOUGH+HYDRATE软件，对试采过程和结果数据进行了深度分析，结合2018年和2019年新获取的水合物试采矿体赋存地质特征及三维地质模型，建立精细的物理模型，模拟低渗水合物储层竖井降压开采储层温度和孔隙压力响应规律、储层温度和孔隙压力影响半径及长期开采过程二次水合物的有利形成区域。形成如下新认识：

一、初步明确了首次试采水合物分解气、自由气及溶解气对产气量的贡献。模拟结果表明，试采60天时，总产气量为30.9万立方米，与试采结果一致，产气量变化趋势与试采结果基本吻合（图1），其中水合物分解产气量约为26.2万立方米，占总产气量的85%，其它相态的甲烷（如溶解态和自由态甲烷）对产气量的贡献约为15%（图2a）。

图1 试采产气量与模拟研究结果对比分析

二、初步明确了首次试采水合物分解半径和储层温压影响范围。模拟结果表明，首次试采过程水合物开采半径约为5m，压力传递半径可达50m（0.1MPa）（图2b），温度变化半径超过24m（0.1℃）（图2c）三、探讨了长期开采过程中二次水合物生成产生的影响。模拟结果表明，二次水合物主要形成于长期开采过程的分解前缘处，开采前期储层近井区域温压条件不利于二次水合物形成，但分解前缘局部区域存在形成二次水合物的可能（图2d）。

图2 水合物试采/开采过程水合物分解对总产气量贡献（a）、试采期间储层压力（b）和温度变化规律（c）以及二次水合物形成条件分析（d）

该研究成果深化了对水合物开采过程储层温压传递及分布规律的认识，为天然气水合物勘探开发提供有利指导，但低渗水合物储层的传热传质规律复杂，还需进行更深入地研究。论文第一作者为秦绪文博士，通讯作者为梁前勇博士和杨林博士，合作作者为叶建良、邱海峻、谢文卫、梁金强、陆敬安、陆程、卢海龙、马宝金、匡增桂、陆红峰、尉建功和寇贝贝。该项研究由国家自然科学基金、南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）等共同资助。《Applied Energy》是JCR期刊Q1区，中科院SCI期刊分区为工程技术-能源与燃料1区，影响因子为8.848，CiteScore为16.4，论文相关信息如下：Qin Xuwen, Liang Qianyong*, Ye Jianliang, Yang Lin*, Qiu Haijun, Xie Wenwei, Liang Jinqiang, Lu Jin’an, Lu Cheng, Lu Hailong, Ma Baojin, Kuang Zenggui, Lu Hongfeng, Wei Jiangong and Kou Beibei. The response of temperature and pressure of hydrate reservoirs in the first gas hydrate production test in South China Sea. 2020. 278, 115649.