国土资源部天然气水合物重点实验室简介

天然气水合物

       国土资源部天然气水合物重点实验室依托中国地质调查局青岛海洋地质研究所建立，其前身是2001年建立的青岛海洋地质研究所水合物实验室，2012年5月被正式批准建设，2015年6月正式挂牌运行。经过十余年的努力，实验室自主研发了10余套水合物模拟实验装置，开发了系列水合物探测技术，可实现不同目的的天然气水合物室内模拟实验。实验室致力于建成该领域内国际一流的创新型实验平台，力求促进天然气水合物的基础和应用研究，提升我国天然气水合物科研水平，获得天然气水合物各项技术参数，为天然气水合物勘探开发提供技术支撑。

       打造特色实验室不断提升平台硬件实力

       该重点实验室仪器设备齐全、功能完善，现有目前国际先进的分析测试仪器10台套，自主研制有知识产权的天然气水合物模拟实验装置12台套，拥有水合物低温物性实验室，其中有效使用体积0～10℃为135ｍ３，－10～－50℃为35ｍ３，具备开展天然气水合物综合测试、模拟实验的能力，开发了系列的天然气水合物分析测试技术，研发了一批含水合物沉积层声学、电学、力学、热物性及地球化学等领域的模拟实验技术。实验室主要分为四大学科方向的实验平台：天然气水合物模拟实验与测试技术，天然气水合物成藏过程与演化，天然气水合物资源勘查与评价技术，天然气水合物开发利用与环境效应。实验室的研究方向瞄准天然气水合物成藏机理、资源勘查与评价技术、开发利用与环境效应及模拟实验与测试技术等天然气水合物学科发展的前沿，符合国家能源建设的重大需求，定位准确，特色明显，研究方向设置合理，重点解决天然气水合物领域的重大科学问题，对国家能源安全、环境保护等都有重要的战略意义。目前实验空间约1500ｍ２，另外，在青岛蓝色硅谷核心区鳌山卫建造的天然气水合物勘探模拟实验大楼和天然气水合物开发利用实验大楼已竣工，建筑面积5037ｍ２，实验室将于2016年搬迁到此，极大地提升了硬件实力，使实验室跨入了国际同类实验室先进行列。

       初步建成一支专业能力强科研水平高的人才队伍

       实验室建设期间十分重视人才队伍建设，制定了一系列人才培养和引进方案，引入一批国内外“客座研究人员”，实验室前主任业渝光研究员、现主任吴能友研究员都是本领域高水平的学术带头人，在实验室的建设和发展中起主导作用；学术带头人为本领域有影响的学者，学术思想活跃，研究成果显著；实验室有多名踏实肯干、创新能力强的中青年博士以及精干的实验室技术和管理人员。目前实验室有固定人员27人，形成了以实验室主任吴能友研究员为首，学术带头人刘昌岭研究员、胡高伟和陈强副研究员为第二梯队，刘乐乐、孟庆国、孙建业、李承峰、李彦龙等一批年轻科研工作者为骨干力量的天然气水合物实验研究团队，初步建成了一支专业能力强、科研水平高的人才队伍。实验室重视对自身人才的培养，近五年来，1人获中国地质调查局首届青年人才奖，1人入选首批国土资源系统高层次创新型人才培养工程－杰出青年科技人才培养计划，2人获得山东省地学科技创新二等奖，1人获中国地质调查局十大杰出青年称号。此外，实验室通过联合培养的方式与中国地质大学（武汉）、中国海洋大学、中国石油大学（华东）和青岛大学等高校合作，培养了一批专业能力突出的博士、硕士研究生，为水合物模拟实验研究领域输送了一大批具有较强业务能力的新鲜血液，其中一部分已经成为重点实验室的科研骨干。

       针对我国目前天然气水合物勘探开发需求开展实验研究

       实验室紧紧围绕四大学科方向开展研究工作，针对我国目前天然气水合物勘探开发的需求，重点开展了水合物勘探开发相关的物性参数及测试技术模拟实验研究，先后承担了水合物国家专项（127专项）工作项目6项，国土资源公益性行业基金项目2项，973计划子课题0项，国家自然科学基金项目13项，省级基金项目2项，年度科研经费1200余万元，取得了一系列重要科技创新成果。建立了国际先进的天然气水合物实验测试技术体系通过研发、引进和技术集成，建立了具有国际先进水平的天然气水合物实验测试技术体系，主要包括：天然气水合物晶体分析技术（ＸＲＤ）、天然气水合物谱学分析技术（Ｒａｍａｎ、ＮＭＲ）、天然气水合物形态学分析技术（Ｘ－ＣＴ、ＳＥＭ）、天然气水合物地化分析技术（ＧＣ，ＧＣ－ＩＲＭＳ）与天然气水合物热学分析技术（ＤＳＣ）。具备了获取天然气水合物的结构类型、笼占有率、气体组成、形态学、赋存状态以及微观动力学过程等分析测试能力，为我国南海和陆域祁连山钻获的天然气水合物鉴定提供了重要依据。

       在天然气水合物实验研究方面取得了丰硕成果

       首次获得了南海北部实际沉积物－孔隙水－气－水合物体系相平衡数据，揭示了溶液水化离子效应、盐析效应和沉积物表面润湿性、孔隙毛细合物相平衡的影响机理，为理解天然气水合物成藏热力学提供理论基础。首次利用直接观测的多物理参数和直观图像揭示了沉积物中水合物形成的声学响应机理，建立了南海水合物饱和度与声速之间的关系，提出联合权重方程和ＢＧＴＬ理论适用于预测南海水合物饱和度，获得具有国际先进水平的成果。研发了电阻率测试技术和电化学阻抗谱测试技术，阐明储层不同矿物成分以及水合物赋存形态下饱和度与电阻率测井数据的对应关系，最终促进水合物电法勘探技术的优化发展。开展了含水合物沉积物力学特性模拟实验，自主研制了含水合物沉积物力学性质测试实验装置（天然气水合物力学性能实验装置．专利号：ＺＬ２０１０１０２２２０８３．０，发明专利），为力学性质定量研究奠定了基础。定制了激光拉曼光谱深海测量系统，将激光器、光谱仪和ＣＣＤ传感器集成一体，实现水合物储层地球化学参数原位测量。开展了不同方法（降压法、热激发法与ＣＯ２置换法）的水合物开采模拟实验研究，研发了多套天然气水合物开采模拟实验装置，实验结果夯实了南海天然气水合物开采技术模拟研究的基础。

       取得了典型地区天然气水合物成藏机理新认识

       主要采用实验模拟、数值模拟、野外实例相结合的研究手段，剖析了Ｃａｓｃａｄｉａ边缘天然气水合物成藏过程，运用相关资料解释了南海水合物成藏的概念模式，提出了南海水合物饱和度估算模型，对Ｃａｓｃａｄｉａ边缘和南海神狐等海域水合物成藏模式获得新认识。结合数值模拟与模拟实验，逐步揭开了各成藏要素对水合物形成、控制的机理，对探讨我国水合物成藏规律和资源评价具有较好的理论和实用价值。国土资源部天然气水合物重点实验室目前拥有具有国际领先水平的水合物分析测试实验平台，坚持将开放交流视为实验室发展的重要手段，每年接待国内外机构和学者参观访问，与国外一些天然气水合物研究机构或实验室的知名科学家保持了良好的交流合作关系。在国内，积极协助其他单位的天然气水合物实验室建设，并与这些实验室开展了实质性的合作研究，通过项目相关研究内容的分工协作，极大地提高了项目的研究水平。实验室制定了主要仪器设备的开发共享计划，鼓励国内外天然气水合物科技工作者来实验室进行水合物相关的实验工作。设立开放课题基金，组织多种形式的学术交流，不断扩大学术影响。实验室在搞好自身建设的同时，积极承担社会功能，利用国土资源科普基地平台，对社会公众免费开放，目前累计接待中小学和大学师生等参观人员1000余人，创造了良好的社会效益。

天然气水合物

作者简介：

刘昌岭，国土部天然气水合物重点实验室主要学术带头人，在中国地质调查局和青岛海洋地质研究所的支持下，自行设计、研制了20余套先进的天然气水合物摸拟实验装置，研发了多种实验探测技术；建立了天然气水合物实验测试技术体系，填补了国内空白，已成功应用于我国南海海域、祁连山冻土区水合物样品的分析测试，为我国天然气水合物的深入研究提供了技术保障。2011年与业渝光研究员合作出版了《天然气水合物实验测试技术及应用》专著，其英文版由德国斯普林格（Springer）出版社2012年出版，该书是国际上首部有关水合物实验技术方面的专著，得到了国内外同行的广泛关注和认可。

先后主持国家专项、国家自然科学基金、973子课题、国土资源公益性行业基金等科研项目10余项，取得了丰硕的科研学术成果，在国内外共发表学术论文161篇，其中SCI收录32篇、EI收录15篇；提交国际会议论文15篇；合著专著2部；获得国家专利23项；获国土资源部科技成果二等奖3项。先后被中国海洋大学、山东理工大学、山东科技大学及中国石油大学聘为兼职硕士研究生导师。2010年被聘为中国地质大学（武汉）兼职教授。2012年被聘为中国地质科学院博士生导师。

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