張 煒，王淑玲

（1. 中國地質(zhì)圖書館，北京 100083；2. 中國地質(zhì)調(diào)查局地學(xué)文獻(xiàn)中心，北京 100083）

美國天然氣水合物研發(fā)進(jìn)展及對中國的啟示

張 煒1,2，王淑玲1,2

（1. 中國地質(zhì)圖書館，北京 100083；2. 中國地質(zhì)調(diào)查局地學(xué)文獻(xiàn)中心，北京 100083）

天然氣水合物作為一種潛在的能源資源，因其資源量豐富以及分布廣泛，愈來愈受到世界各國的關(guān)注。盡管目前尚無法實(shí)現(xiàn)對天然氣水合物的商業(yè)化開發(fā)，但部分國家，如美國、日本、加拿大、韓國等，已針對相關(guān)領(lǐng)域開展了數(shù)十年的研究工作。其中，美國于2000年通過了甲烷水合物研發(fā)法案，推動了國家級甲烷水合物研發(fā)計(jì)劃的制定和實(shí)施。經(jīng)過美國聯(lián)邦機(jī)構(gòu)、私人機(jī)構(gòu)和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)間的跨機(jī)構(gòu)合作，在勘探、資源量評估、基礎(chǔ)理論研究、開采、環(huán)境影響評價(jià)等方面取得了顯著的進(jìn)展，處于世界領(lǐng)先地位。本文系統(tǒng)歸納了美國國家甲烷水合物研發(fā)計(jì)劃的建立、工作進(jìn)展和未來方向，并基于分析為改進(jìn)和完善中國的甲烷水合物研發(fā)工作提出建議。

能源資源；天然氣水合物；甲烷水合物；研發(fā)計(jì)劃；勘探開發(fā)

盡管人類很早就認(rèn)識到氣體水合物的存在，但直到20世紀(jì)60年代末和70年代初，才通過前蘇聯(lián)西伯利亞和美國阿拉斯加多年凍土帶的油氣作業(yè)開始意識到水合物在自然界中的賦存及其中天然氣資源的潛力[1,2]。直到20世紀(jì)80年代和90年代，通過一系列的深海考察和實(shí)驗(yàn)研究才發(fā)現(xiàn)海洋中賦存有資源量巨大的甲烷水合物[1]，從而開啟了針對甲烷水合物的資源勘查和研發(fā)工作。美國作為最早建立國家級甲烷水合物研發(fā)計(jì)劃的國家之一，其在計(jì)劃設(shè)立、組織結(jié)構(gòu)構(gòu)建和研發(fā)進(jìn)展等方面值得我國借鑒，以建立和完善可以充分發(fā)揮政府、國有企業(yè)、私人企業(yè)、研究院所和高校等機(jī)構(gòu)在甲烷水合物研發(fā)領(lǐng)域上的優(yōu)勢的國家級計(jì)劃。本文系統(tǒng)歸納美國國家甲烷水合物研發(fā)計(jì)劃的建立、工作進(jìn)展和未來方向，并基于分析為改進(jìn)和完善中國的甲烷水合物研發(fā)工作提出建議。

1 美國甲烷水合物研發(fā)概況

從1982年至1992年，美國能源部（DOE）投入了超過800萬美元建立對天然甲烷水合物埋藏分布和物理/化學(xué)性質(zhì)的基本認(rèn)識，并逐漸向短期勘探和生產(chǎn)研發(fā)領(lǐng)域擴(kuò)展。但是，20世紀(jì)90年代末美國和其他國家的研究結(jié)果表明美國聯(lián)邦政府需要立即關(guān)注有關(guān)甲烷水合物的問題。因此，1997年DOE開始了多機(jī)構(gòu)協(xié)作模式下的國家天然氣水合物研發(fā)計(jì)劃。1998年，DOE發(fā)布了甲烷水合物研發(fā)戰(zhàn)略，目的是通過為期10年的科學(xué)和技術(shù)發(fā)展在2015年前獲取甲烷水合物商業(yè)化生產(chǎn)所需的知識和技術(shù)，并應(yīng)對隨之而來的環(huán)境和安全問題。在上述研發(fā)戰(zhàn)略基礎(chǔ)上，DOE于1999年發(fā)布了國家甲烷水合物多年研發(fā)計(jì)劃，目的是通過技術(shù)開發(fā)支持甲烷水合物研發(fā)活動，主要集中在4個(gè)技術(shù)領(lǐng)域：資源表征、生產(chǎn)、全球碳循環(huán)以及安全和海底穩(wěn)定性。2000年，美國國會和總統(tǒng)簽署通過了甲烷水合物研發(fā)法案。該法案要求DOE聯(lián)合美國國家科學(xué)基金會（NSF）、美國商務(wù)部（DOC）（由美國國家海洋和大氣局（NOAA）代表）、美國國防部（由美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室（NRL）代表）和美國內(nèi)政部（由美國礦產(chǎn)資源管理局（MMS）和美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）代表）共同制定一個(gè)國家級的研發(fā)計(jì)劃，以充分利用聯(lián)邦機(jī)構(gòu)、私人機(jī)構(gòu)和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的資源[3]。該法案的目的是通過國家層面上的研發(fā)工作，認(rèn)識近海和多年凍土帶沉積地層中所賦存甲烷水合物的物理性質(zhì)，建立用于勘探和量化甲烷水合物藏的方法，了解鉆探和生產(chǎn)等擾動下甲烷水合物的穩(wěn)定性和變化情況，確定從甲烷水合物中生產(chǎn)甲烷的技術(shù)要求，以及研究甲烷水合物分解可能造成的環(huán)境影響[4]。同年8月，DOE和美國雪佛龍公司共同召開墨西哥灣甲烷水合物研發(fā)計(jì)劃的專題研討會，計(jì)劃在墨西哥灣開展甲烷水合物研發(fā)工作。2001至2005年針對該計(jì)劃的年均撥款穩(wěn)定在950萬美元左右。2005年8月，能源法案獲得通過，2005年至2010年的總撥款達(dá)到1.55億美元，并增加了美國土地管理局（BLM）的參與。2006年7月，DOE公布了跨機(jī)構(gòu)甲烷水合物研發(fā)路線圖[5]，該路線圖根據(jù)2000年甲烷水合物研發(fā)法案和2005年能源法案制定了相應(yīng)的活動計(jì)劃，如資源潛力、海底穩(wěn)定性、鉆探安全和環(huán)境問題等。2007年6月，DOE發(fā)布了跨機(jī)構(gòu)甲

烷水合物研發(fā)5年計(jì)劃[3]。2011年10月1日，美國海洋能源管理、監(jiān)督和執(zhí)行局（BOEMRE）（前美國礦產(chǎn)資源管理局）的職能被美國海洋能源管理局（BOEM）和美國安全與環(huán)境執(zhí)法局（BSEE）所取代，由前者參加水合物研發(fā)計(jì)劃。2013年5月，DOE發(fā)布了新的跨機(jī)構(gòu)甲烷水合物研發(fā)計(jì)劃（2015～2030年）。

2 工作進(jìn)展

2000年以來，美國國家甲烷水合物研發(fā)計(jì)劃廣泛支持實(shí)驗(yàn)室、工程和現(xiàn)場項(xiàng)目，以增加對水合物性質(zhì)、含水合物沉積物以及全球甲烷水合物儲層與世界海洋和大氣間相互作用的理解。下面對已開展的主要甲烷水合物研發(fā)工作和重要成果作簡要介紹：

（1）2001年9月，在DOE的主要資助下，英國石油公司阿拉斯加勘探分公司啟動了阿拉斯加北坡天然氣水合物儲層表征項(xiàng)目，目的是基于之前USGS對阿拉斯加北坡天然氣水合物中未探明技術(shù)可采天然氣資源量的估算（2.42萬億m3），通過3D地震勘探圈定Milne Point油氣區(qū)內(nèi)的甲烷水合物資源范圍，并通過現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室研究確定從甲烷水合物中生產(chǎn)甲烷的可能。該項(xiàng)目的工作分為3個(gè)階段，主要成果包括：①圈定、表征和評估了Milne Point區(qū)域中14個(gè)分散的天然氣水合物藏的資源潛力（原地氣儲量達(dá)170億m3）；②開展可進(jìn)行地震屬性與水合物儲層參數(shù)（如厚度和水合物飽和度）間相關(guān)性分析的地球物理模擬；③分析了Milne Point區(qū)域的地震數(shù)據(jù)，并整合了該區(qū)域及其周圍普拉德霍灣（Prudhoe Bay）和Kuparuk River油氣區(qū)的相關(guān)測井?dāng)?shù)據(jù)。

（2）2001年，工業(yè)參與者和政府機(jī)構(gòu)與DOE合作成立了以美國雪佛龍公司為主導(dǎo)的墨西哥灣天然氣水合物聯(lián)合工業(yè)項(xiàng)目，目的是研究與含水合物沉積層中的鉆探有關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害，開發(fā)和測試地質(zhì)和地球物理工具以預(yù)測和表征甲烷水合物的賦存，以及通過取樣獲取分析海洋甲烷水合物資源和生產(chǎn)問題所需要的數(shù)據(jù)。在該項(xiàng)目2005年的第一階段工作中開展了科學(xué)鉆探、取心和井下測井來評估具低濃度甲烷水合物的細(xì)粒沉積層中可能的安全和海底穩(wěn)定性問題。

（3）2007年，DOE、英國石油公司阿拉斯加勘探分公司、USGS等機(jī)構(gòu)在阿拉斯加北坡的Milne Point區(qū)域?qū)嵤┝丝茖W(xué)鉆探和數(shù)據(jù)收集計(jì)劃。除了證實(shí)在正在進(jìn)行工業(yè)活動的地區(qū)開展安全且高效的科學(xué)數(shù)據(jù)收集計(jì)劃的能力，又確定了由USGS開發(fā)的地球物理技術(shù)可用于圈定和表征Milne Point區(qū)域內(nèi)14個(gè)分散的氣體水合物藏。對所獲測井、巖心和井底壓力響應(yīng)數(shù)據(jù)的分析可用于解釋阿拉斯加北坡典型水合物藏的演化、巖石物理特性和可能的生產(chǎn)行為。該項(xiàng)目已于2014年3月31日宣告結(jié)束，因多方面原因，并沒有按計(jì)劃開展長期的水合物生產(chǎn)測試[6]。

（4）MMS利用2D和3D地震數(shù)據(jù)、井?dāng)?shù)據(jù)以及地質(zhì)、地球化學(xué)和古生物學(xué)信息估計(jì)墨西哥灣內(nèi)有較大區(qū)域（面積約45km2）的壓力和溫度條件可使水合物處于穩(wěn)定，水合物中的總原地氣評估儲量為315萬億～975萬億m3[7]，平均儲量為607萬億m3，其中賦存于砂巖儲層中的約190萬億m3，賦存于頁巖和裂縫性儲層中的約417萬億m3[4]。但需要注意的是，此次儲量評估工作未給出技術(shù)或經(jīng)濟(jì)可采資源量。

（5）2008年11月，USGS發(fā)布了針對阿拉斯加北坡陸域甲烷水合物的資源量評估結(jié)果。此次評估采用油氣系統(tǒng)方法，是首次評估利用常規(guī)油氣生產(chǎn)技術(shù)可從甲烷水合物中采出的甲烷的資源量。針對不同的水合物生產(chǎn)技術(shù)，USGS指出降壓法是最具前景的。評估結(jié)果表明，阿拉斯加北坡中甲烷水合物的未探明天然氣技術(shù)可采資源量為0.7萬億～4.5萬億m3，平均資源量為2.4萬億m3[4]。

（6）2009年4月，在墨西哥灣天然氣水合物聯(lián)合工業(yè)項(xiàng)目第一階段工作的基礎(chǔ)上，美國雪佛龍公司領(lǐng)導(dǎo)開展了第二階段工作，目的是證實(shí)在墨西哥灣深水中的砂巖儲層賦存有甲烷水合物，以及在鉆探前通過綜合性的地球物理和地質(zhì)勘探方法確定和表征砂巖儲層中具體的甲烷水合物藏，其中以采集含甲烷水合物砂巖儲層中一整套隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)為主[8]。在墨西哥灣3處場地的7口井中開展了隨鉆測井作業(yè)。首次利用結(jié)合了含天然氣水合物地層的直接物理證據(jù)、水合物穩(wěn)定性條件范圍的評估、氣源的存在、預(yù)期的儲層巖性（砂巖）以及烴源巖和儲集層間的氣體運(yùn)移通道的地質(zhì)和地球物理勘探方法來選擇井場。7口井中有6口井證實(shí)了鉆前的預(yù)期，其中4口井中的天然氣水合物飽和度為50%～80%，余下2口井的飽和度則較低[7]。總的來說，從作業(yè)角度，第二階段的工作非常成功，在預(yù)算范圍內(nèi)按時(shí)完成且零傷亡。隨鉆測井工具的表現(xiàn)也很突出，沒有因設(shè)備問題耽誤作業(yè)時(shí)間。本階段獲得了針對砂巖儲層中賦存的低至高飽和度甲烷水合物以及泥巖儲層中厚段裂隙充填型甲烷水合物的極具價(jià)值的數(shù)據(jù)集。

（7）墨西哥灣天然氣水合物聯(lián)合工業(yè)項(xiàng)目第三階段的重點(diǎn)是表征粗顆粒層段中富集的天然氣水合物藏，這有助于量化該項(xiàng)目的水合物地震和地質(zhì)預(yù)測方法，從而獲得對富集水合物藏更有價(jià)值的認(rèn)識。另一個(gè)目的是推動該項(xiàng)目在評估海洋水合物儲層和確定海洋水合物技術(shù)可采性上的目標(biāo)。2013年11月，在俄克拉何馬州的Catoosa實(shí)驗(yàn)設(shè)施完成了對項(xiàng)目所研制保壓取心系統(tǒng)（PCS）的陸基鉆探/取心測試。技術(shù)評估組根據(jù)此次現(xiàn)場測試深入研究和評估了PCS的性能和作業(yè)過程中存在的問題，并為改進(jìn)PCS的性能提出了建議[9]。

（8）2012年，BOEM指出美國本土外大陸架的天然氣水合物中蘊(yùn)藏有約1454萬億m3的天然氣。其中，墨西哥灣砂巖儲層中所賦存的高富集度水合物藏的天然氣總量為190萬億m3，而沿美國大西洋邊緣分布的砂巖儲層中的天然氣

總量為447萬億m3[10]。

（9）2012年5月2日，DOE前部長朱棣文宣布，由DOE、美國康菲石油公司、日本石油天然氣金屬礦物資源機(jī)構(gòu)（JOGMEC）共同在美國阿拉斯加北坡普拉德霍灣區(qū)開展的Ignik Sikumi現(xiàn)場試驗(yàn)成功完成[11,12]。這是首個(gè)設(shè)計(jì)用于調(diào)查研究天然氣水合物藏中CO2-CH4置換潛力的現(xiàn)場試驗(yàn)工程。試驗(yàn)準(zhǔn)備工作完成后，2012年2月15～28日間，約有6000m3含有少量化學(xué)示蹤劑的CO2（23%）和N2（77%）被成功注入地層中[12,13]。同年3月4日，重新開井生產(chǎn)混合氣體，并于4月11日最終關(guān)井，由于設(shè)備問題，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)間為30天。整個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)氣體總產(chǎn)量約為28300m3。2013年3月，DOE發(fā)布了此次現(xiàn)場試驗(yàn)的測井和生產(chǎn)測試數(shù)據(jù)，所有的研究人員和公眾都可以獲取這些數(shù)據(jù)用于分析和評估[14]。2013年7月，美國康菲石油公司完成了此次水合物生產(chǎn)試驗(yàn)的最終技術(shù)報(bào)告[15]。

（10）在DOE所屬美國國家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室（NETL）的資助下，美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室（LBNL）開發(fā)了第一個(gè)對公眾開放下載且只用于評估天然氣水合物儲層行為和生產(chǎn)潛力的模擬程序TOUGH+/HYDRATE。該模擬程序通過與FLAC3D模擬程序的耦合可評估與因水合物失穩(wěn)相關(guān)的地質(zhì)力學(xué)問題，利用現(xiàn)場數(shù)據(jù)可應(yīng)對愈加復(fù)雜的研究以及模擬天然氣水合物在較長時(shí)間尺度下對環(huán)境變化的響應(yīng)。此外，NETL還免費(fèi)發(fā)布了該早期版本（HydrateResSim）的源代碼，NETL將為這一版本提供有限的用戶支持，包括基于改進(jìn)和/或用戶建議對其的升級。美國太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室（PNNL）開發(fā)的STOMP-HYD模擬程序，可用于研究利用CO2注入從甲烷水合物中通過置換反應(yīng)生產(chǎn)CH4的可能[16]，并通過不斷改進(jìn)開發(fā)了可考慮甲烷水合物和二氧化碳水合物以外的第三種水合物的形成（即引入了N2）的新模擬程序STOMP-HYDT-KE[17]。

（11）NETL和USGS正在努力開展甲烷水合物儲層模擬器間的比較性研究。其目的是交換可用于改進(jìn)儲層模擬的天然氣水合物分解和物理特性信息；通過交流和模擬結(jié)果的交叉驗(yàn)證，建立對所有主要模擬器的信任；建立和收集不同天然氣水合物相關(guān)試驗(yàn)/生產(chǎn)方案下，模擬器對它們的預(yù)測，以達(dá)到相互比較的目的。

（12）在實(shí)驗(yàn)室工作方面，美國國家研發(fā)計(jì)劃持續(xù)給予資助，目的是通過建立新認(rèn)識和研發(fā)新設(shè)備，推動對現(xiàn)場試驗(yàn)中能源潛力、安全和環(huán)境影響的研究。新數(shù)據(jù)的獲得可用于對計(jì)算機(jī)程序的進(jìn)一步測試和改進(jìn)，以模擬甲烷水合物在自然環(huán)境和其他誘發(fā)環(huán)境下的行為變化。這些模型對評估天然氣水合物在海底穩(wěn)定性、全球氣候和未來能源供給中所起作用上十分必要。

（13）2013年11月，在DOE的資助下，美國海洋發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)盟（COL）組建的甲烷水合物項(xiàng)目科學(xué)小組（成員來自學(xué)術(shù)界、工業(yè)界和政府機(jī)構(gòu)）發(fā)布了海洋甲烷水合物現(xiàn)場研究計(jì)劃，該計(jì)劃的目的是為大洋科學(xué)鉆探提供指南，以確定在數(shù)據(jù)和信息收集上具有最大潛力的鉆探靶區(qū)和航次，從而應(yīng)對甲烷水合物在科學(xué)和技術(shù)上面臨的重要挑戰(zhàn)[18]。

3 未來的挑戰(zhàn)及對中國的啟示

COL組建的甲烷水合物項(xiàng)目科學(xué)小組，在《海洋甲烷水合物現(xiàn)場研究計(jì)劃》中提出了天然氣水合物研發(fā)工作未來面臨的挑戰(zhàn)，主要涉及如下領(lǐng)域：

（1）甲烷水合物的資源量評估和全球碳循環(huán)：海洋系統(tǒng)中以甲烷形式賦存的碳的總量和通量隨時(shí)間的變化及其影響因素，對甲烷水合物藏的可靠評估，甲烷水合物儲層對自然和人為擾動的響應(yīng)；

（2）甲烷水合物的生產(chǎn)：近海甲烷水合物生產(chǎn)測試中優(yōu)先采用的生產(chǎn)方法，影響近海甲烷水合物儲層中生產(chǎn)率的關(guān)鍵儲層參數(shù)，確定近海甲烷水合物生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)可行性所需要的最小生產(chǎn)率和測試時(shí)長；

（3）與甲烷水合物相關(guān)的地質(zhì)災(zāi)害：影響甲烷水合物生產(chǎn)的地質(zhì)災(zāi)害，自然過程是否是誘發(fā)甲烷水合物地質(zhì)災(zāi)害的唯一因素；

（4）模擬、實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場系統(tǒng)的要求和集成：開展實(shí)驗(yàn)室測量以輔助對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的校正和解釋，改進(jìn)現(xiàn)場表征工具以應(yīng)對關(guān)鍵的甲烷水合物科學(xué)挑戰(zhàn)，增加儲層模擬器的準(zhǔn)確性和可靠性以評估甲烷水合物的資源潛力及甲烷水合物在地質(zhì)災(zāi)害和氣候變化中所起的作用，更好地整合模擬、試驗(yàn)和現(xiàn)場數(shù)據(jù)。

中國的天然氣水合物研究始于20世紀(jì)80年代，盡管起步較晚，但在天然氣水合物基礎(chǔ)理論、資源勘查和評價(jià)等方面取得了顯著的進(jìn)展并獲得了國際同行的認(rèn)可，在2011年于英國召開的第七屆國際天然氣水合物大會上，中國從美國、日本、韓國、印度等多國競爭中脫穎而出，成功獲得第八屆國際天然氣水合物大會的主辦權(quán)。該大會已于2014年7月29日～8月1日在北京成功召開?？v觀美國國家天然氣水合物研發(fā)計(jì)劃的經(jīng)驗(yàn)，我們應(yīng)重點(diǎn)開展以下幾方面的工作：

（1）盡管甲烷水合物中的天然氣資源潛力極其巨大，但因地質(zhì)條件（如溫度、壓力）和賦存形式（固相水合物）的特殊以及潛在的安全和環(huán)境問題等，對其的開發(fā)不同于常規(guī)或其他非常規(guī)天然氣資源，在短時(shí)間內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會效益，這就需要政府長期而穩(wěn)定的政策和資金支持，以國有企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)和高校等為依托，全面、系統(tǒng)、深入地開展甲烷水合物的相關(guān)科學(xué)研究和技術(shù)研發(fā)工作。

（2）重視基礎(chǔ)科學(xué)研究和技術(shù)研發(fā)，加大政策和資金的支持力度，如天然氣水合物的基本物理化學(xué)性質(zhì)（結(jié)構(gòu)形態(tài)、熱力學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)）及其測試技術(shù)和方法、

勘探方法（成藏機(jī)理、地震響應(yīng)特征、測井識別特征、地球化學(xué)特征、生物學(xué)特征）、資源量評估方法、取樣技術(shù)(非保溫保壓取樣技術(shù)、保溫保壓取樣技術(shù))、開采方法。

（3）隨著天然氣水合物研發(fā)工作的不斷深入，部分國家已開展了對陸域和海域天然氣水合物的試采，如加拿大馬更些三角洲的Mallik、美國阿拉斯加北坡的Mount Elbert和Ignik Sikumi以及日本的Nankai海槽。我國計(jì)劃于2015年在中國海域?qū)嵤┨烊粴馑衔镌嚥晒こ蹋鶕?jù)已有的經(jīng)驗(yàn)，為了更好地開展水合物試采工作，應(yīng)深入了解天然氣水合物儲層的特征，通過室內(nèi)試驗(yàn)與生產(chǎn)模擬分別測量和量化不同天然氣水合物藏的生產(chǎn)響應(yīng)，確定可影響天然氣水合物最終資源潛力的環(huán)境問題[10]。

（4）盡管天然氣水合物的開發(fā)利用對滿足人類的能源需求有著重要的意義，但也不應(yīng)忽略水合物開發(fā)可能造成的環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害問題，應(yīng)首先確定可能產(chǎn)生的主要風(fēng)險(xiǎn)因素，如甲烷泄漏、地面（海底）沉降、海底滑坡等，然后針對不同的地質(zhì)條件建立更可靠的環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法，最后根據(jù)可能的環(huán)境和地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)制定作業(yè)規(guī)范和應(yīng)對措施。

（5）天然氣水合物研發(fā)是一項(xiàng)綜合性的工作，涉及物理、化學(xué)、熱力學(xué)、地質(zhì)、地球物理、油氣工程等多個(gè)學(xué)科，涵蓋陸地和海洋，這就需要像美國一樣在國家級甲烷水合物研發(fā)計(jì)劃的制定和實(shí)施中發(fā)揮相關(guān)政府機(jī)構(gòu)（如國土資源部所屬的中國地質(zhì)調(diào)查局和國家海洋局、國家發(fā)展和改革委員會所屬的國家能源局、科技部）的優(yōu)勢，統(tǒng)一協(xié)調(diào)天然氣水合物的研發(fā)工作。

（6）積極參與天然氣水合物領(lǐng)域的國際性研發(fā)計(jì)劃或項(xiàng)目，與相關(guān)政府機(jī)構(gòu)、企業(yè)、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)等建立長期穩(wěn)定的聯(lián)系，一方面追蹤和分享國外最新研究成果，另一方面加強(qiáng)學(xué)習(xí)和積累技術(shù)研發(fā)和項(xiàng)目管理等方面的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。

References)

[1] Boswell R. Resource potential of methane hydrate coming into focus[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2007,56(1-3):9-13.

[2] Makogon Y F. Natural gas hydrates: A promising source of energy[J]. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 2010,2(1):49-59.

[3] National Energy Technology Laboratory. Interagency coordination on methane hydrates R&D[EB/OL]. http://www. alrc.doe.gov/technologies/oil-gas/publications/Hydrates/pdf/ MethaneHydrate_2007Brochure.pdf. 2007-06.

[4] National Research Council. Realizing the energy potential of methane hydrate for the United States[M]. Washington DC: The National Academies Press, 2010: 204.

[5] US Department of Energy. An interagency roadmap for methane hydrate research and development[EB/OL]. http://www. alrc.doe.gov/technologies/oil-gas/publications/Hydrates/pdf/ InteragencyRoadmap.pdf. 2007-06.

[6] National Energy Technology Laboratory. Alaska North Slope gas hydrate reservoir characterization[EB/OL]. http://www.netl.doe. gov/research/oil-and-gas/project-summaries/methane-hydrate/defc26-01nt41332. 2014-06.

[7] Birchwood R, Dai J, Shelander D, et al. Developments in gas hydrates[J]. Oilfield Review, 2010,22(1):18-33.

[8] Boswell R, Collett T, Frye M, et al. Subsurface gas hydrates in the northern Gulf of Mexico[J]. Marine and Petroleum Geology, 2012,34:4-30.

[9] National Energy Technology Laboratory. Gulf of Mexico gas hydrates joint industry project (JIP) characterizing natural gas hydrates in the deep water Gulf of Mexico: Applications for safe exploration and production[EB/OL]. http://www.netl.doe.gov/ research/oil-and-gas/project-summaries/methane-hydrate/de-fc26-01nt41330. 2014-06.

[10] Collett T, Bahk J J, Baker R, et al. Methane hydrates in nature– current knowledge and challenges[J]. Journal of Chemical & Engineering Data, (in press).

[11] US Department of Energy. US and Japan complete successful field trial of methane hydrate production technologies[EB/OL]. http:// energy.gov/articles/us-and-japan-complete-successful-field-trialmethane-hydrate-production-technologies. 2012-05.

[12] Ignik Sikumi Gas Hydrate Exchange Trial Project Team. Ignik Sikumi gas hydrate field trial completed[J]. Fire in The Ice, 2012,12(1):1-3.

[13] National Energy Technology Laboratory. 2012 Ignik Sikumi gas hydrate field trial[EB/OL]. http://www.netl.doe.gov/research/oiland-gas/methane-hydrates/co2_ch4exchange. 2012.

[14] US Department of Energy. Data from innovative methane hydrate test on Alaska's North Slope now available on NETL website[EB/ OL]. http://energy.gov/fe/articles/data-innovative-methane-hydratetest-alaskas-north-slope-now. 2013-03.

[15] ConocoPhillips Company. ConocoPhillips gas hydrate production test final technical report[EB/OL]. http://www.netl.doe.gov/File%20 Library/Research/Oil-Gas/methane%20hydrates/nt0006553-finalreport-hydrates.pdf. 2013-07.

[16] White M D. Wurstner S K, McGrail B P. Numerical studies of methane production from Class 1 gas hydrate accumulations enhanced with carbon dioxide injection[J]. Marine and Petroleum Geology, 2011,28(2):546-560.

[17] White M D. STOMP-HYDT-KE a numerical simulator for the production of natural gas hydrate using guest molecule exchange with CO2 and N2. PNNL-22130. Oak Ridge, TN: Pacific Northwest National Laboratory[EB/OL]. http://www.pnnl.gov/ main/publications/external/technical_reports/PNNL-22130.pdf. 2012-11.

[18] Consortium for Ocean Leadership, Methane Hydrate Project Science Team. Marine methane hydrate field research plan[EB/ OL]. http://oceanleadership.org/wp-content/uploads/2013/01/MH_ Science_Plan_Final.pdf. 2013-12.

Progress on research on the development of natural gas hydrates in the United States and its application to China

ZHANG Wei1,2, WANG Shu-Ling1,2
(1. National Geological Library of China, Beijing 100083, China; 2. Geoscience Documentation Center, China Geological Survey, Beijing 100083, China)Abstract: Natural gas hydrates are being given increasing attention due to their extensive distribution and role as a potential energy source. Commercial production of natural gas hydrates is not yet feasible; however, countries such as USA, Japan, Canada, and Korea have been researching this energy source for decades. The Methane Hydrate Research and Development (R&D) Act of 2000 was authorized by U.S. Congress, to promote the planning and implementation of a national methane hydrate R&D program. Through cooperation among federal agencies, private institutions, and academics, significant progress has been made in areas such as exploration, resource assessment, fundamental research, production, and environmental impact assessments. This paper firstly summarizes the establishment, progress, and future direction of America's methane hydrate R&D program, and then provides suggestions for improving methane hydrate R&D in China.

energy resources; natural gas hydrate; methane hydrate; research and development program; exploration and exploitation

P618.13

A

2095-1329(2015)02-0079-4

2014-12-24

2015-02-16

張煒(1981-),男,博士,高級工程師,主要從事多組分多相流反應(yīng)溶質(zhì)運(yùn)移和水巖相互作用數(shù)值模擬研究以及地學(xué)文獻(xiàn)情報(bào)研究.

電子郵箱: zhangwei@cgl.org.cn

聯(lián)系電話: 010-66554879

中國地質(zhì)調(diào)查局工作項(xiàng)目“國外地質(zhì)文獻(xiàn)資料集成服務(wù)與分析研究”(1212011220914);中國地質(zhì)調(diào)查局工作項(xiàng)目“非常規(guī)能源資源調(diào)查評價(jià)選區(qū)研究”(1212011220794)

10.3969/j.issn.2095-1329.2015.02.018