南海北部蕴藏巨量的天然气水合物资源，有望在能源转型中扮演关键角色。然而，天然气水合物开采的核心特征在于其分解过程，这直接决定了开采效率。特别是泥质粉砂型储层，因其矿物成分多样、微纳孔隙结构复杂，会显著改变水合物的分解特性与条件，使问题更为复杂。水合物分解是一个强烈的吸热过程。大规模开采时，储层温度因吸热而骤降，可能导致分解停滞，甚至引发结冰和水合物二次生成，严重制约开采效率。目前，关于分解吸热量的实验研究多集中于非孔隙体系，针对多孔介质（尤其是真实储层环境）的研究相对匮乏，且结论不一。针对上述研究空白与实际难题，中国石油大学（华东）陈立涛副教授等开展了创新性工作，利用量热法，通过岩心尺度实验，精准测定了泥质粉砂中甲烷水合物的分解特性、条件及吸热量，并提出了“以测代算”确定水活度的思路，成功建立了一种可快速预测岩心中水合物分解条件的新方法。这项突破性成果为泥质粉砂型天然气水合物的高效开采提供了重要的理论指导和实用工具。相关研究认识刊登在《石油学报》第46卷第5期。

（1）泥质粉砂中水合物呈多级分解。小孔隙和强黏土矿物结合水对应的水合物先分解，大孔隙和弱黏土矿物结合水对应的水合物后分解。泥质粉砂中水合物分解温度向低温移动（或分解压力向高压移动），即储层中的水合物更易分解。实验条件下，与非孔隙中水合物相比，石英粉、蒙脱土和南海土中水合物开始分解的温度偏移量分别为-0.61～-0.34K、-8.53～-6.37K和-2.46～-2.25K。蒙脱土和南海土中水合物分解结束的温度偏移量分别为-1.04～-0.75K和-0.56～-0.37K。

（2）与石英粉相比，蒙脱土及南海土中沉积物-水的相互作用更强，对水合物的抑制作用更强。蒙脱土及南海土岩心中水合物的饱和度更低，单位体积岩心的水合物分解吸热量更小（31.6kJ/L和34.6kJ/L）。水合物开采热量需求的计算表明，对于低水合物饱和度（＜30%）的储层，依靠储层显热可实现水合物完全开采，当水合物饱和度较高时，需采取补能措施。

（3）提出了“以测代算”的思路，将实验测定水活度与水合物相平衡模型计算相结合，采用“半测半算”，实现了岩心中水合物分解条件的快速、准确预测。预测结果与实验数据符合良好，误差小于0.68K。

论文链接：http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202505008