宁伏龙教授和孙嘉鑫副教授与青岛海洋地质研究所陈强研究员等合作，于国际著名期刊Energy上发表了题为Enhanced gas production of silty clay hydrate reservoirs using multilateral wells and reservoir reformation techniques: Numerical simulations 的文章。（https://doi.org/10.1016/j.energy.2022.124220）

该文章立足于水合物储层增产技术开展了相关研究工作。天然气水合物作为一种新型低碳清洁替代能源，其研究已从以往的野外勘探和实验室研究逐步进入现场试验阶段。根据世界上几个热点地区的现场试验和最近一些场地尺度的预测结果可以发现，目前采用的天然气水合物生产技术能够诱发水合物分解，但其生产潜力仍难以满足商业化开发需求。因此，有效提高天然气水合物藏开采效率已成为当前的研究热点。该研究基于南海已有的天然气水合物储层资料，提出了分支井开采设想（如图1），并对降压条件下的增产效果进行了评价。在此基础上，还进一步评价了盖层封堵和水力割缝储层改造技术（如图2）与分支井的协同增产效果。在低渗水合物储层中，首次尝试厘清分支井与储层改造相结合时的耦合增产效果。该研究可为分支井的设计提供重要参考，同时也可为综合利用分支井和储层改造技术提高水合物储层的开采产能奠定重要的研究基础。

（a）分支井井眼设计轨迹

（b）三种不同的开采井型设计

图1 模拟中使用的多分支井设计方案及生产场景

（a）盖层封堵

（b）水力割缝

图2 研究采用的不同储层改造技术

文章主要得到了以下结论：

（1）与垂直井相比，分支井具有协同降压作用，可以加速水合物的分解，从而提高天然气的采收率。然而，在井周水合物完全分解后，协同降压效果的增强作用会逐渐减弱。因此，不进行储层改造下的分支井开采方案可以提高粉砂质粘土水合物储层的短期采收率，但长期稳产高产还需要结合其他增产措施（图3）。

图3 无改造情况下的水合物分解、采气及产水模拟结果

（2）分支井设计显著增加了盖层封堵后的水合物分解，分支井数量越多，压力在储层中的扩散效果越好，故而分解效率更高。盖层封堵虽然在生产初期不能显著提高采收率，但在长期开发中可以提高采气效率，实现稳产（图4）。

图4 盖层封堵后水合物分解、采气及产水模拟结果

（3）辅助水力割缝改造的分支井可以进一步提高低渗水合物储层的天然气采收率，尤其是在生产初期。类似地，该项技术可能只适用于低渗水合物储层的短期现场试验，而长期开采仍需辅助其他增产方法（图5）。这也就是说，在粉砂质粘土水合物储层中，生产前期采用水力割缝，而在开采中后期辅助水力压裂和盖层封堵的多分支井设计方案，或许可以实现长期稳定高产。

图5 三种井型辅助水力割缝后水合物分解、采气及产水的模拟结果