天然氣水合物是天然氣和水在一定的高壓和低溫條件下形成的冰狀物質，主要賦存于深海沉積物或陸域的永久凍土層中，具有儲量大、埋藏淺、潔凈等特點，被我國政府認定為第173個礦種，并作為一種大規模接替能源列入國家的中長期科技發展規劃。

天然氣水合物作為綠色清潔能源，對其高效開發和利用已成為當今能源領域的前沿，符合我國對新型潔凈能源的重大需求。與傳統油氣資源儲層不同，天然氣水合物大多賦存于海底沉積物中，一般沒有穩定的上覆蓋層或封閉巖層，儲層滲透率隨地質環境變化大，極具復雜性和不穩定性。

天然氣水合物安全高效開采相關的科學研究和新技術開發迫切需要大尺度高壓模擬實驗裝置。

近日，國家自然科學基金委員會公布了2021年度國家自然科學基金國家重大科研儀器研制項目評審結果，由中國石油大學（北京）化學工程與環境學院陳光進教授負責的“大尺度-分維度組合式天然氣水合物開采實驗模擬系統”項目獲立項資助，這是學校獲立項資助的第3個國家重大科研儀器研制項目。

該項目針對大直徑（5-10米）高壓模擬器面臨的制造困難、使用時效性和安全性低等瓶頸問題，擬基于分維度等原創思想，以兩個高壓扇柱形釜為核心，構建大尺度-分維度組合式天然氣水合物開采實驗模擬系統，以代替傳統的全維度圓桶形模擬器，等效模擬直徑達到10米，并集成“熱-壓-電-聲-光-磁”聯合探測手段，實時監測實驗過程沉積物水合物的狀態變化，獲取壓力、溫度、濃度、應力等多場結構參數。

該模擬系統等效模擬時空尺度大、制造成本和制造難度相對較低、實驗模擬時效性和安全性高、探測手段齊備、規模延伸性和功能擴展性強、實驗模擬結果易于放大，將為優化現有水合物開采工藝、開發新的開采技術、評價儲層改造等增產措施、評估開采過程導致的地質沉降等安全風險提供國際領先的實驗平臺，為早日實現我國天然氣水合物資源的綠色高效開發利用作出貢獻。

國家重大科研儀器研制項目面向科學前沿和國家需求，以科學目標為導向，鼓勵和培育具有原創性思想的探索性科研儀器研制，著力支持原創性重大科研儀器設備研制，為科學研究提供更新穎的手段和工具，以全面提升我國原始創新能力。

本次獲批的國家重大科研儀器研制項目屬自由申請類，此前學校肖立志教授團隊、李根生院士團隊分別獲該類項目立項資助。

（編輯 丁遠朋）