龐維新，李清平，周守為

(1.天然氣水合物國家重點實驗室；2.中海油研究總院有限責(zé)任公司；3.中國海洋石油集團有限公司）

1 天然氣水合物資源開發(fā)的重要意義

中國是能源消費大國，近年來油氣對外依存度不斷攀升，天然氣等清潔能源的消費占比和對外依存度也逐步提高。近十多年中國的天然氣消費量普遍以10%以上的速度增長。2009年中國天然氣表觀消費量為895.2億立方米，至2021年增長至3726億立方米，僅次于美國和俄羅斯，居世界第三位。2021年中國清潔能源（包括天然氣）在一次能源消費中的占比為25.5%，國內(nèi)天然氣產(chǎn)量約2051億立方米，天然氣對外依存度為44.9%。據(jù)專家預(yù)測，到2035年中國天然氣需求量約為6178億立方米，對外依存度超過50%，屆時中國天然氣年產(chǎn)量約為3025億立方米，非常規(guī)天然氣將成為未來中國天然氣產(chǎn)量增長的主力，約占總產(chǎn)量的50%。因此，大力發(fā)展非常規(guī)天然氣，對未來中國能源實現(xiàn)清潔綠色低碳轉(zhuǎn)型具有十分重要的意義。

天然氣水合物俗稱“可燃冰”，是天然氣和水在低溫高壓條件下形成的一種固體晶狀物，主要分布于水深大于300米的海洋及陸地永久凍土帶。據(jù)估算，全球天然氣水合物含碳量約為已探明其他化石燃料碳儲量的兩倍，其中海洋天然氣水合物資源量約占全球天然氣水合物資源總量的97%[1-3]。最新估算結(jié)果表明，中國天然氣水合物的資源量約為84.0萬億立方米，主要分布在中國南海和青海凍土帶，其中南海約占總資源量的78%，凍土帶占總資源量的15%，東海也發(fā)現(xiàn)天然氣水合物存在的標(biāo)識[4]。南海是中國天然氣水合物資源的主要賦存地，目前已發(fā)現(xiàn)11個潛在目標(biāo)區(qū)，是中國目前水合物開發(fā)研究的主戰(zhàn)場。2017年天然氣水合物被列為中國第173個礦種，但目前尚沒有明確的礦權(quán)區(qū)域劃分。

分析認(rèn)為，21世紀(jì)世界油氣工業(yè)可能存在“三大革命”，分別是2000年的頁巖氣革命、2030年的頁巖油革命和2050年的水合物革命。因此，推進天然氣水合物勘探開發(fā)是保障中國天然氣綠色能源可持續(xù)供給的重要戰(zhàn)略布局，對實現(xiàn)中國能源綠色低碳和可持續(xù)發(fā)展具有長遠(yuǎn)的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略意義。

2 全球天然氣水合物開發(fā)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 世界主要國家天然氣水合物發(fā)展規(guī)劃

面對天然氣水合物這一潛力巨大的資源，隨著研究的不斷深入，全世界主要國家均制定了各自的天然氣水合物研究計劃[5]，其中美國主要集中在陸上凍土帶，中國和日本主要集中于海上。中國、日本和美國的研究計劃相對領(lǐng)先其他國家，均計劃在2030年左右進行商業(yè)化開發(fā)[6]，但目前看來，這些計劃的實現(xiàn)均面臨著較大的技術(shù)難題，尚需大力加強關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。由于資源缺乏，日本特別重視天然氣水合物的開發(fā)，制定了長期、分階段的水合物發(fā)展計劃，針對當(dāng)前的研發(fā)現(xiàn)狀和存在的問題，日本更新了2019－2027年發(fā)展路線圖（見圖1）[7]。作為重點攻關(guān)方向都集中在海洋的天然氣水合物研究國家，日本的這一詳細(xì)的研究計劃對中國有很大的參考意義。

圖1 日本2019－2027年天然氣水合物發(fā)展路線

根據(jù)計劃，中國已啟動神狐和瓊東南海域兩個天然氣水合物商業(yè)化開發(fā)先導(dǎo)示范區(qū)建設(shè)工程，目前已初步建立海域天然氣水合物勘查技術(shù)和裝備體系，實現(xiàn)精細(xì)目標(biāo)勘探，初步鎖定先導(dǎo)示范區(qū)內(nèi)富集區(qū)和甜點。該示范區(qū)的建設(shè)可以基本形成水合物規(guī)模化商業(yè)開發(fā)所需的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)體系，為保障中國可持續(xù)天然氣綠色能源的安全供給提供支撐。

2.2 世界天然氣水合物試采案例

經(jīng)過數(shù)十年的攻關(guān)研究[8-11]，目前天然氣水合物已經(jīng)進入現(xiàn)場試采技術(shù)驗證階段，但尚未實現(xiàn)商業(yè)化開發(fā)。目前全世界已經(jīng)在6個地點進行了12次天然氣水合物試采試驗，其中國外7次，中國5次，陸上6次，海上6次，見表1所示[12-24]。

從表1可以看出，在這些試采試驗中，美國和加拿大都是先后在相對較易操作的陸上凍土帶進行天然氣水合物試采試驗，試采的天然氣總產(chǎn)能和日均產(chǎn)能均很低，但呈現(xiàn)逐步升高的趨勢，從2002年的日均產(chǎn)氣94立方米升高到2008年的日均產(chǎn)氣2000多立方米，在2012年進行了CO2置換開發(fā)天然氣水合物的試驗，對后期的技術(shù)發(fā)展具有很重要的啟迪意義?，F(xiàn)在看來，這些早期的探索性試采技術(shù)水平已相對落后，但這些試采試驗也發(fā)現(xiàn)了一些室內(nèi)研究無法發(fā)現(xiàn)的問題。例如，發(fā)現(xiàn)實際產(chǎn)能遠(yuǎn)低于預(yù)期、出砂問題等，為后期的研究指明了方向，具有很重要的意義。

表1 國內(nèi)外天然氣水合物現(xiàn)場試采對比

日本由于資源缺乏，對天然氣水合物開發(fā)的研究態(tài)度十分積極，前期參與了加拿大馬更歇凍土帶的水合物試采試驗，積累了一定的作業(yè)經(jīng)驗。2013年，日本在其南海海槽成功實施了國際上第一次海域天然氣水合物試采試驗。試采結(jié)果表明，6天生產(chǎn)天然氣12萬立方米，因嚴(yán)重出砂終止試驗（見圖2）。此后，日本針對防砂技術(shù)進行了數(shù)年重點公關(guān)，研發(fā)了兩套防砂技術(shù)，于2017年5月采用第一套防砂技術(shù)進行了第二次海上試開采，12天生產(chǎn)天然氣3.5萬立方米，日產(chǎn)氣約3000立方米，再一次因嚴(yán)重出砂終止。2017年7月，日本利用研發(fā)的第二套防砂技術(shù)即安裝有井底預(yù)膨脹的GeoFORM防砂系統(tǒng)進行了第三次試采，24天生產(chǎn)天然氣20萬立方米，日產(chǎn)氣約8333立方米，達到了預(yù)期的試驗?zāi)繕?biāo)。

圖2 2013年日本海域水合物試采監(jiān)測曲線

2.3 中國天然氣水合物試采案例

中國的天然氣水合物研究和試采均起步較晚，2011年，中國首次在青海木里凍土地帶進行了天然氣水合物試采，在101小時的試采時間內(nèi)累計產(chǎn)氣95立方米。后經(jīng)過數(shù)年的攻關(guān)研究，2017年5月，中國地質(zhì)調(diào)查局在中國南海神狐海域采用降壓法實施了海洋天然氣水合物試采。據(jù)公開報道數(shù)據(jù)分析，在為期60天的試采過程中最終共產(chǎn)氣30萬立方米，日均產(chǎn)氣5000立方米，隨著試采時間的增長，平均產(chǎn)氣量逐漸降低，其不同時間的產(chǎn)氣統(tǒng)計結(jié)果見圖3。2017年5月，中國海油采用自主研制的全套裝備和技術(shù)，在全球首次成功實施海洋非成巖天然氣水合物固態(tài)流化試采，共產(chǎn)氣101立方米，初步驗證了該技術(shù)的可行性，為海洋深水淺層天然氣水合物的開發(fā)提供了一個新思路。2020年，中國地質(zhì)調(diào)查局在南海神狐海域又一次采用降壓法，通過水平井進行了海洋天然氣水合物試采，在為期30天的試采時間內(nèi)，產(chǎn)氣總量為86.14萬立方米，日均產(chǎn)氣量為2.87萬立方米，創(chuàng)造了天然氣水合物試采“產(chǎn)氣總量、日均產(chǎn)氣量”兩項世界紀(jì)錄。這也是世界首次在海上采用水平井進行天然氣水合物試采，初步驗證了深水淺層水平井開發(fā)天然氣水合物的可行性，為后期的研究提供了支撐。

圖3 中國2017年試采日均產(chǎn)氣量變化

2.4 天然氣水合物試采結(jié)果分析和對比

上述天然氣水合物試開采結(jié)果表明，天然氣水合物藏開采在技術(shù)上是可行的，但距離產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)還有很大距離。表2為國內(nèi)外海洋天然氣水合物試采結(jié)果對比，可以看出，目前試采最長時間進行了60天，最大的單井產(chǎn)量為35000立方米/日，但僅維持了一日，試采最大的日均產(chǎn)氣量為28700立方米，水合物開發(fā)成本距離商業(yè)開發(fā)的經(jīng)濟門檻還有很大距離。而且，從全球天然氣水合物資源宏觀分布看，儲量較大的海底淺層的弱膠結(jié)型天然氣水合物開發(fā)利用技術(shù)沒有實質(zhì)性進展。因此，如何完善開采技術(shù)，減少開采成本，是今后研究天然氣水合物開發(fā)的重點目標(biāo)。

表2 水合物試采代表性結(jié)果

3 天然氣水合物開發(fā)面臨的問題和挑戰(zhàn)

天然氣水合物規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)是極為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，面臨砂質(zhì)水合物發(fā)育有限、資源品質(zhì)低、成藏機制和開采理論仍不成熟等問題，規(guī)模開發(fā)所面臨的裝備安全、控制安全和環(huán)境安全技術(shù)尚未根本突破，技術(shù)經(jīng)濟可采性有待系統(tǒng)、深入、長期的攻關(guān)[25]。如何在保證安全的前提下，大規(guī)模、安全、經(jīng)濟地開發(fā)利用天然氣水合物資源，是目前制約天然氣水合物產(chǎn)業(yè)化的最大挑戰(zhàn)[26]?？偨Y(jié)目前的試采案例，分析認(rèn)為目前天然氣水合物開發(fā)面臨的主要問題和挑戰(zhàn)如下。

3.1 天然氣水合物成藏機理及相關(guān)理論尚不完善，海域資源調(diào)查工作不均衡

目前，國際上天然氣水合物成藏動力學(xué)及相關(guān)理論尚不完善，沉積物中氣體的運移方式和富集機制亦需進一步研究，對于水合物成礦區(qū)塊資源評價、資源分類、儲量計算等目前尚缺乏統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

中國尚未建立天然氣水合物成藏機制和資源評價方法，還沒有掌握資源家底，未鎖定富集區(qū)。中國南海北部陸坡水合物發(fā)育區(qū)的面積約為31萬平方千米，目前僅在東沙、神狐和瓊東南等海域小范圍開展調(diào)查；東海陸坡水合物有利發(fā)育區(qū)面積約為8.6萬平方千米，目前僅在中部和北部陸坡開展資源普查；南海南部和西部水合物有利發(fā)育區(qū)面積達45萬平方千米，尚未開展實質(zhì)性調(diào)查工作，亟待加強這些地區(qū)的水合物資源勘查研究工作，維護中國海洋資源權(quán)益。目前中國海域尚未找到豐度高、資源品質(zhì)好的砂質(zhì)水合物礦區(qū)。此外，中國管轄外國際海域，例如南極和北極、西南太平洋海域等，僅限于資料收集，未開展實質(zhì)性勘查工作。

3.2 尚需探索天然氣水合物穩(wěn)定試采和規(guī)模開發(fā)的技術(shù)

天然氣水合物儲層與常規(guī)油氣資源存在的本質(zhì)差別在于，天然氣水合物儲存在深水沉積層或凍土巖層中，特別是目前中國已發(fā)現(xiàn)的海洋水合物基本都存在埋深淺、壓力窗口窄、為泥質(zhì)粉砂類水合物等特征，潛在目標(biāo)區(qū)大多沒有完整的圈閉構(gòu)造和致密蓋層，傳統(tǒng)的油氣滲流理論無法提供水合物開發(fā)技術(shù)研究所需要的理論支持。

中國已獲取的水合物樣品主要分布在南海北部陸坡區(qū)埋深幾米到300米左右的泥巖或弱膠結(jié)的巖石中，水合物本身就是巖石骨骼結(jié)構(gòu)的重要組成部分，在水合物開采過程中，其原有的固態(tài)結(jié)構(gòu)將潰散。天然氣水合物分解過程是集解析、相變、傳熱、滲流和多相流為一體的復(fù)雜耦合過程，目前采用的降壓、注熱、注劑、CO2置換等試采方法大多還是借鑒常規(guī)油氣開發(fā)技術(shù)。這些常規(guī)油氣開發(fā)技術(shù)無法完全移植到水合物開發(fā)利用上。因此，雖然中國的試采已實現(xiàn)“產(chǎn)氣總量、日均產(chǎn)氣量”兩項世界紀(jì)錄，但存在單井日產(chǎn)量過低，生產(chǎn)不能持續(xù)等關(guān)鍵問題。整體上，無論國內(nèi)國際，天然氣水合物實現(xiàn)穩(wěn)定試采、規(guī)模開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)和裝備尚未根本突破。

3.3 天然氣水合物穩(wěn)定規(guī)模開發(fā)存在的潛在環(huán)境風(fēng)險評價體系欠缺

一方面，目前的天然氣水合物試采方法存在單井產(chǎn)量低和不能持續(xù)生產(chǎn)等問題，例如日本的三次海上試采因為砂堵而中斷；另一方面，天然氣水合物本身即為儲層骨架，試采時間有限（最長2月），只能證明試采所用的技術(shù)可以從天然氣水合物儲層中獲得天然氣，而長期大量天然氣水合物開發(fā)可能帶來的設(shè)備安全、人員安全和地質(zhì)塌陷等環(huán)境風(fēng)險并沒有很好的解決方案，目前制約天然氣水合物產(chǎn)業(yè)化的三大瓶頸——裝備安全、生產(chǎn)安全和環(huán)境安全，國內(nèi)外都尚未根本突破。

3.4 海域天然氣水合物勘查、規(guī)模開發(fā)的核心裝備需盡快突破

水合物資源勘查開發(fā)是一項高新技術(shù)密集的龐大系統(tǒng)工程。在各項科研計劃的資助下，中國自主研制的部分關(guān)鍵技術(shù)和裝備，例如遙控?zé)o人潛水器調(diào)查、海底地震儀調(diào)查、可控源電磁技術(shù)、保壓取芯、試采工藝等在南海北部進行了初步應(yīng)用，但精度、效率、實用性有待進一步提高和驗證，功能有待擴展，尚不能達到產(chǎn)業(yè)化和推廣應(yīng)用的要求。同時，中國水合物降壓試采所使用的井下舉升系統(tǒng)、水下測試樹等均依賴國外技術(shù)；固態(tài)流化試采尚無可規(guī)模開發(fā)的工藝技術(shù)及配套裝備，需要進一步開展研制工作。

3.5 天然氣水合物開發(fā)成本過高

目前，針對凍土區(qū)和海洋天然氣水合物短期生產(chǎn)測試所得的最大單井日產(chǎn)量為3.5萬立方米/日，最大日均產(chǎn)氣量為2.87萬立方米/日。參考海洋常規(guī)油氣開發(fā)經(jīng)驗，初步判斷，若想在海上實現(xiàn)規(guī)?；?jīng)濟開發(fā)，至少需要達到單井日產(chǎn)20萬立方米氣體以上。由此可見，國內(nèi)外水合物開發(fā)成本都距離商業(yè)開發(fā)的經(jīng)濟門檻還有很大距離。

4 中國天然氣水合物技術(shù)發(fā)展展望與戰(zhàn)略建議

4.1 中國的天然氣水合物研究的潛在優(yōu)勢與短板

對比上述試采案例，中國的天然氣水合物開發(fā)技術(shù)整體上處于領(lǐng)先水平，主要表現(xiàn)在：1）海域天然氣水合物試采技術(shù)和工藝領(lǐng)先。中國已分別在陸上和海洋開展了5次天然氣水合物現(xiàn)場試采實驗，試采成果處于國際先進水平，在現(xiàn)場作業(yè)技術(shù)方面積累了一定的經(jīng)驗。國際首次探索實施的深水淺層水平井開發(fā)天然氣水合物和試采過程中發(fā)現(xiàn)的一些問題也為后期的研究提供了指導(dǎo)。2）建立了系統(tǒng)的水合物開發(fā)模擬分析技術(shù)和實驗體系。中國海上天然氣水合物試采成果的獲得，受益于中國已經(jīng)建立的世界先進的天然氣水合物基礎(chǔ)物性和開采模擬室內(nèi)研究系統(tǒng)。在近十多年，中國加大了天然氣水合物開發(fā)研究的投入，進行了持續(xù)不斷的理論攻關(guān)研究，取得了顯著成效，在水合物研究領(lǐng)域，無論是論文發(fā)表還是專利申報數(shù)量，都處于國際領(lǐng)先地位。

雖然中國的天然氣水合物研究水平整體處于領(lǐng)先地位，但相比國外也存在一定的短板，需要進一步提高，主要表現(xiàn)為以下幾個方面。

1）水合物勘探技術(shù)和核心采集裝備國產(chǎn)化程度有待提高。目前國外高分辨地震采集與探測技術(shù)和裝備已被廣泛應(yīng)用于水合物的調(diào)查和礦體評價，并逐步形成了一套相對成熟的地質(zhì)、地球物理、地球化學(xué)綜合調(diào)查技術(shù)體系，此外，電磁勘探在海域淺層水合物勘探及層位識別方面也取得重大突破。目前國外無論是陸上還是海上均已發(fā)現(xiàn)砂巖型水合物，而中國在這些方面均有所欠缺，尚未發(fā)現(xiàn)具有試采價值的砂巖型或裂隙型天然氣水合物藏。

2）取樣工具穩(wěn)定性、在線集成測試系統(tǒng)等有待突破。經(jīng)過多年研究，中國已實現(xiàn)了自主取樣裝備的國產(chǎn)化突破，但在取樣工具穩(wěn)定性、在線集成測試系統(tǒng)等方面尚有一定差距，有待著力突破。例如美國和日本的取心長度已達6米和3米，樣品直徑在60毫米以上，目前中國取樣長度基本為1米，樣品直徑在46毫米左右，缺少大直徑和高長度的取樣設(shè)備，且取樣成功率也相對偏低。樣品帶壓切割轉(zhuǎn)移的可靠性和穩(wěn)定性也需進一步加強。工程地質(zhì)鉆孔原位測試作業(yè)水深國外已經(jīng)達到3000米，中國尚不到2000米水深。

3）水合物試采水下和井下關(guān)鍵裝備主要依賴國外。雖然中國的水合物試采技術(shù)和工藝水平與國際基本處于并跑階段，但試采所需的水下裝備特別是水下測試樹、井下電潛泵－分離器、電加熱等關(guān)鍵裝備幾乎全部依靠國外，急需突破并針對水合物試采特點進行小型化改進，以進一步降低水合物試采成本。

4）水合物風(fēng)險評價技術(shù)急需突破。深水淺層沉積物中天然氣水合物分解可能導(dǎo)致的海底滑坡、海上結(jié)構(gòu)物不穩(wěn)定、環(huán)境影響等方面的研究，目前在國外更受重視，并進行了長期研究，技術(shù)成熟度更高。中國在天然氣水合物分解過程中儲層溫度、壓力、剪切力、水合物－氣－水飽和度、組份濃度和孔滲特性等多參數(shù)在水合物分解全時段、全空間的動態(tài)耦合演變機制研究方面尚處于起步階段。

4.2 中國天然氣水合物技術(shù)發(fā)展展望

基于中國天然氣水合物開發(fā)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，為了支撐先導(dǎo)示范區(qū)的建設(shè)，盡快實現(xiàn)天然氣水合物的商業(yè)化開發(fā)，對中國的天然氣水合物核心技術(shù)和裝備發(fā)展方向提出以下六大建議。通過攻克這些技術(shù)，建立多類型天然氣水合物勘查技術(shù)體系、試開采到產(chǎn)業(yè)化技術(shù)體系、經(jīng)濟技術(shù)評價體系和環(huán)境保護體系，逐步推進天然氣水合物和常規(guī)油氣一體化勘探開發(fā)進程，早日實現(xiàn)天然氣水合物的商業(yè)化開發(fā)。

1）加大砂巖類高品質(zhì)天然氣水合物勘探。開展以地球物理為主結(jié)合重磁等綜合探測技術(shù)研發(fā)，探尋天然氣水合物－常規(guī)油氣同盆共生成藏地質(zhì)背景，力爭發(fā)現(xiàn)高品質(zhì)天然氣水合物藏，這是實現(xiàn)天然氣水合物商業(yè)化開發(fā)的基礎(chǔ)。

2）天然氣水合物、淺層氣和深部氣多氣合采技術(shù)。依托海上常規(guī)油氣開發(fā)設(shè)施進行天然氣水合物開發(fā)是降低其成本的有效途徑，重點攻克多氣合采過程中的相互作用機制和產(chǎn)能控制技術(shù)，推進常規(guī)和非常規(guī)全層系天然氣綜合勘探立體開發(fā)，可為海洋天然氣水合物的商業(yè)化開發(fā)提供新的技術(shù)路徑。

3）CO2封存－置換開發(fā)天然氣水合物一體化技術(shù)。研究CO2在沉積層內(nèi)的溶解、擴散、遷移規(guī)律，攻克CO2水合物規(guī)模化形成技術(shù)，明確其穩(wěn)定性，在開發(fā)天然氣水合物的同時，拓展具有海洋工業(yè)特點的CO2地質(zhì)封存技術(shù)研究方向，服務(wù)于國家碳達峰碳中和目標(biāo)。

4）天然氣水合物開發(fā)基礎(chǔ)理論研究。雖然已經(jīng)進行了多次試采，但目前的試采結(jié)果均離商業(yè)化開發(fā)的門檻還很遠(yuǎn)，其中一個重要原因是水合物開發(fā)的基礎(chǔ)理論尚未獲得根本突破，對試采過程中的儲層變化規(guī)律、出砂影響和控制技術(shù)等尚未攻克，尚需進一步開展基礎(chǔ)研究。

5）開展水合物試采關(guān)鍵裝備研制。水合物試采所使用的絕大部分設(shè)備與常規(guī)油氣相同，少部分設(shè)備具有水合物自身和本階段的特殊性，需要單獨研發(fā)。例如頂流立式采油樹、可搬遷緊湊型管匯等，具有尺寸小、重量輕、安裝方便等特征，可降低成本，適用于水合物試采。

6）安全監(jiān)測和環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)。與常規(guī)油氣不同，天然氣水合物本身就是儲層構(gòu)造的一部分，開采過程中隨著水合物的分解，儲層會發(fā)生結(jié)構(gòu)變形，目前進行試采的時間較短，數(shù)以年計的長期開發(fā)對地層結(jié)構(gòu)的影響及其帶來的風(fēng)險尚不明確。大多數(shù)水合物沒有封閉蓋層，開發(fā)過程中水合物是否會不可控地?zé)o序分解，造成環(huán)境風(fēng)險和裝備風(fēng)險，尚不明確。

針對上述技術(shù)發(fā)展方向，結(jié)合目前的研究進展，對天然氣水合物開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)突破的時間節(jié)點預(yù)測如下。

1）2023年：基本突破海域天然氣水合物電磁等綜合探測技術(shù)和裝備、海底原位鉆探取樣測試裝備、樣品帶壓轉(zhuǎn)移、樣品在線測試裝備、降壓和固態(tài)流化試采井下監(jiān)測技術(shù)和設(shè)備井下機具、深海淺層天然氣水合物井下流化和分離回填關(guān)鍵工具。

2）2025年：海域天然氣水合物多氣源成藏機理和目標(biāo)評價技術(shù)、海域淺層泥質(zhì)粉砂天然氣水合物儲層水平井技術(shù)、控壓鉆井等技術(shù)和機具、穩(wěn)定試采的工藝將實現(xiàn)重大突破；天然氣水合物試采船基本建成應(yīng)用。

3）2030年：海域天然氣水合物與淺層氣合采工藝、安全監(jiān)控技術(shù)、海上天然氣水合物規(guī)模開采裝備、天然氣水合物試采水下裝備等取得重大突破；開采船及水下生產(chǎn)系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，建立海域天然氣水合物綠色開發(fā)裝備標(biāo)準(zhǔn)體系，滿足天然氣水合物規(guī)模化開發(fā)需求。

4）2035年：各項技術(shù)、裝備不斷完善，實現(xiàn)遠(yuǎn)景資源量到可采資源、穩(wěn)定試采到規(guī)模開發(fā)先導(dǎo)試驗的重大跨越，形成支撐10億立方米/年天然氣產(chǎn)量的技術(shù)和配套裝備能力。

5）2050年：建立規(guī)模開發(fā)所需要的技術(shù)、裝備支撐，實現(xiàn)規(guī)模開發(fā)示范，成為中國天然氣資源量的主要增長點。

4.3 天然氣水合物發(fā)展戰(zhàn)略建議

從試采案例結(jié)果可以看出，目前已實施的天然氣水合物試采普遍存在試采不能持續(xù)、日產(chǎn)量低、安全問題尚不明確等難題，為了進一步降低水合物開發(fā)成本，早日實現(xiàn)天然氣水合物的商業(yè)化開發(fā)，除上述技術(shù)發(fā)展建議外，提出如下發(fā)展戰(zhàn)略。

4.3.1 海陸并舉發(fā)展天然氣水合物事業(yè)

除現(xiàn)在重點研究的海洋天然氣水合物開發(fā)外，亦可加大陸上天然氣水合物開發(fā)研究力度，對比致密氣和煤層氣開發(fā)可知，中國致密氣的單井平均日產(chǎn)能約為6800立方米/日，煤層氣的單井平均日產(chǎn)能約為1000立方米/日，而水合物目前海上試采日均產(chǎn)能可達28700立方米/日，且致密氣和煤層氣埋藏深度遠(yuǎn)深于水合物，鉆井成本比水合物高。初步判斷，水合物陸上開發(fā)可能是突破商業(yè)化開發(fā)的一個重要方向。

4.3.2 加強國際合作

結(jié)合中國天然氣水合物技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)化研判和國外技術(shù)發(fā)展水平，建議在高精度綜合勘查、可持續(xù)水合物開采工藝、風(fēng)險評價和控制等技術(shù)研究方面，采用聯(lián)合研究的方式與歐洲國家、日本等國開展聯(lián)合攻關(guān)。在關(guān)鍵裝備研制方面采用參與的策略，與國際重要石油裝備制造公司聯(lián)合攻關(guān)，以盡快服務(wù)于天然氣水合物的開發(fā)。