国家重点研发计划重点专项

项目实施方案

项目名称： 水合物开发环境原位监测与探测技术

负责人：  盛堰

任务课题名称：试采区土力学性质原位监测技术与装置

 课题负责单位：中国海洋大学

 课题负责人：郭秀军

研究期限：2017 年 07 月—— 2020 年 12 月

项目简介：海底天然气水合物作为一种新型的海底资源，具有能量密度高、分布广、储量大、埋深浅、成藏物化条件好、清洁环保等特点。全球海底天然气水合物的储量是现有天然气、石油储量的两倍，具有广阔的开发前景。海底天然气水合物资源在我国南海、东海蕴藏量十分丰富，我国作为一个石油资源紧缺的发展中大国，勘探开发天然气水合物资源作为替代能源，已成为国家的一项重大战略决策。经过近20年的地质、地球物理和地球化学综合调查，我国基本完成了海洋天然气水合物资源普查工作，并取得了一系列重要突破。

随着我国海域天然气水合物资源开发工作重点由调查转入试采和开发阶段，对天然气水合物开发环境效应开展原位监测与评价至关重要。由于海洋天然气水合物开发易诱发钻井安全、甲烷泄漏、地面沉降、海底滑坡等次生灾害，因此，开发过程亟需加强海底环境变化监测，其包括开采前的环境基准监测、开采过程中环境变化监测、开采后环境恢复监测，并与室内试验、数值模拟相结合进行综合研究。我国目前尚未形成系统的海洋水合物开发环境影响评价技术及配套装备。本项目拟研制拥有自主知识产权的水合物开发环境原位监测与探测系统，开展沉积物土力学性质、温压场、海底地形形变以及海底流体的水合物参量长期观测以及开展基于 ROV 的海上试验、集成与应用技术研究，形成适用于我国海域天然气水合物成藏特点的水合物开发环境原位监测、综合评价、潜在风险评估能力，并在我国海洋天然气水合物资源开发中应用。为我国海洋天然气水合物资源开发提供技术支撑，不仅具有重要的科学意义，而且具有广泛的应用价值和发展前景。

项目实施将遵循“需求分析-装置研发-试验-示范应用-改进-推广”的总体技术路线。采用集中管理，分子课题实施的模式，开展试采区土力学性质原位监测技术与装置、水合物储层温压监测技术与装置、试采区地形及地层形变监测技术与装置、水合物泄漏流体原位监测技术与装置等研发，系统样机工作水深达到3000米。通过南海天然气水合物试采区系统集成应用，形成水合物试采环境监测装备与评价技术，为我国海洋天然气水合物资源开发提供关键技术设备。项目依托“天然气水合物资源勘查与试采工程”国家重大专项，凝聚国内优势研究力量，组建由广州海洋地质调查局牵头，中国海洋大学、浙江大学、北京大学、青岛海洋地质研究所、大连理工大学、吉林大学等单位为核心的研究团队。

团队在海洋天然气水合物环境评价研究领域拥有坚实的研究基础和实力。广州海洋地质调查局与青岛海洋地质研究所是我国海域“天然气水合物资源勘查与试采工程”的主体承担单位，是 2017年度海洋天然气水合物试采及后续试采的实施单位，拥有多艘国内最先进的海洋调查船和调查设备，在新技术研发和应用方面及积累了丰富经验，能够促进本项目研发装备快速走向实用化；开展了天然气水合物环境专题研究，研制了天然气水合物环境（甲烷、二氧化碳）通量监测设备，并在生产中应用。中国海洋大学在国家科技计划的资助下，开展了深海触探、海洋土电阻率、孔隙水压力及声学原位观测技术研究，获得相关发明专利；北京大学在水合物温压、应力监测等方面具有良好的研究基础；浙江大学具有良好的海底形变监测经验和装备研制能力。此外、大连理工大学、吉林大学、中科院南海所等课题组成员具有丰富的相关领域研究经验和技术积累。项目拟研制的水合物开发环境原位监测与探测系统，将填补我国海洋天然气水合物开发环境效应长期监测技术空白，可广泛应用于我国海域天然气水合物试采目标区的环境评价研究。系统具有良好的可移动性能和扩展性，可在海洋工程、深海生态、深海地质科学研究等领域中推广应用。这对于我国水合物资源开发利用、海洋科学研究、环境评价及灾害预防、参与国际竞争、维护我国国际海洋权益、建设海洋强国具有重要的现实意义和战略意义，将产生巨大的社会效益和经济效益。