张计春，钟林,2，王国荣,2，王雷振，李清平，付强，何玉发，陈雨

(1.西南石油大学机电工程学院，四川成都，610500；2.南方海洋科学与工程广东省实验室(湛江)，广东湛江，524000；3.中海油研究总院有限责任公司(天然气水合物国家重点实验室)，北京，100070)

天然气水合物是一种储量巨大的高密度清洁能源，其碳含量约为煤炭、石油等常规化石能源总含碳量的2倍[1−3]，主要分布于陆地冻土地区及海洋，而约90%储存在深海区域[4]，其中，具有埋藏浅、疏松、弱胶结或未胶结、不稳定、无致密盖层、无发育完备的生储盖组合等特征的非成岩水合物占比超过85%[5]。若采用热激发、注入化学试剂、降压等传统开采方法[6−8]，长时间开采极易引发储层坍塌、海底滑坡等严重的地质灾害，大量分解气体逸散到海水和大气中还会引发海啸和温室效应等环境灾害[9−14]。为此，研究者们针对非成岩水合物开采提出了固态流化开采新工艺[15]。该工艺采用高压水射流将水合物矿体破碎流化成水合物浆体，并将浆体泵送至海面进行后续处理，具有污染小、次生灾害小、不破坏下部孔隙性储层水合物等核心优势。2017年5月，中国南海神狐海域首次海底非成岩水合物固态流化试采作业的成功证明了该方法技术原理的可行性[16]，但目前仍然存在开采效率低、缺乏关键设备等问题。

射流破岩是水合物固态流化开采方法中的关键技术。潘栋彬等[17]采用LS-dyna有限元分析程序研究了不同射流流速对水合物破碎效果的影响规律；CHEN等[18]采用任意拉格朗日−欧拉法(ALE)研究了不同射流速度、射流靶距以及喷嘴直径下的水合物破碎效率；……