中国地质调查局青岛海洋地质研究所科研人员近日在国际顶级学术期刊《Energy》在线发表最新研究成果，创新提出了海域天然气水合物开采水平井砾石充填安全作业窗口的预测方法，以及考虑水合物储层中水合物分布特征的砾石充填参数设计方法，揭示了天然气水合物对水平井安全作业窗口的控制机理。

以水平井为代表的复杂结构井开采技术能够大幅提高单井产能，被认为是最具潜力的天然气水合物开采技术。然而，海域天然气水合物长期开采面临出砂风险的制约，实现开采井筒安全高效砾石充填是确保水平井等复杂结构井技术长效开采的必然需求。

基于上述需求和挑战，青岛海洋所研究团队开展了一系列技术攻关。研究结果表明，采用“低密度砾石+低砂比+降粘剂”工艺组合是实现南海天然气水合物试采水平井安全施工的必然需求；随着水平井所处位置的地层水合物饱和度升高，一定工艺参数组合条件下的安全作业窗口扩大、安全充填延伸极限扩大，相应的安全作业风险降低，砾石充填工艺的应用可行性和成功率也将大幅提升；特别是多级β波充填技术的应用，能够有效拓宽安全作业窗口，为天然气水合物试采井的安全施工提供必要的支撑。

研究结果还表明，水合物储层漏失速率的不确定性是导致海域天然气水合物试采水平井砾石充填失败的最大诱因。因此，研究团队强烈建议钻井之后进行循环漏失测试，为砾石充填施工参数的精细化设计提供基础依据。 （李彦龙）