含可燃冰沉积物合成及分解试验规范-编写说明

团体标准编制说明

《含可燃冰沉积物合成及分解试验方法》

一、工作概况

1、任务来源

为加强绿色矿山标准体系建设，提升引领高质量发展的能力，促进绿色矿山

技术进步、工艺水平提高，推动矿业领域绿色低碳发展，《含可燃冰沉积物合成

及分解试验方法》团体标准编制任务来源于中关村绿色矿山产业联盟（简称“中

绿盟”），并已列入团体标准制修订工作计划。本标准由东北大学深部金属矿山安

全开采教育部重点实验室组织实施，中国石油大学（华东）、山东科技大学、中

国科学院地质与地球物理研究所、青岛海洋地质研究所联合起草。

2、起草单位、参编单位

本标准主导起草单位：东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室。

本标准参编单位：中国石油大学（华东）、山东科技大学、中国科学院地质

与地球物理研究所、青岛海洋地质研究所。

3、主要起草人

本标准主要起草人：张玉、孙宝江、李建威、刘造保、李昊、陶子卓、李守

定、李彦龙、张玉龙、崔光磊、丁敬琪

本标准主要起草人所作主要工作为：张玉、孙宝江、刘造保主要完成团体标

准的立项背景调研、项目可行性研判、数据分析与整理，制定团体标准草案；李

建威、李昊、陶子卓、李守定、李彦龙主要完成标准各阶段材料的形式审查、标

准制定计划的监督等工作；张玉龙、崔光磊、丁敬琪主要完成试验验证等工作。

二、制定（修订）标准的必要性和意义

含可燃冰储层力学参数是评估可燃冰开采过程中工程地质风险演化的关键

参数之一，其测定目前仍以实验室内模拟制备的含可燃冰沉积物样品为主要对象。

然而现有的标准方法均不适用，急需建立相应的合成和分解标准，为后续准确开

展实验室岩心尺度含可燃冰沉积物的相关研究提供依据，填补含可燃冰沉积物合

成及分解的标准空白。

实际海域可燃冰藏样品不易获取，其资源化开采仍需大量室内含可燃冰沉积

物合成试验作为支撑。由于可燃冰赋存于沉积物孔隙结构之中，其分解会破坏原

本的孔隙结构，揭示可燃冰分解过程含可燃冰沉积物物性参数变化规律对开采理

论创新及技术突破有重要意义。

三、主要起草过程

标准起草过程中，经历了资料收集、调研、拟稿、试验论证、征求意见、处

理意见、审查、批准发布等多个环节。具体时间节点如下：

2024年1月-3月，牵头单位东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实

验室在前期工作的基础上开展含可燃冰沉积物合成及分解试验调研，广泛查阅国

内外文献，按照国家标准的起草要求确定了标准文本和编制说明的框架内容，并

进行可行性评估，公开征集起草单位，开展标准起草准备工作。

2024年6月24日于线上组织召开2024年团体标准集中立项评审会，会议

邀请中国地质大学（武汉）、北京科技大学、中国矿业大学（北京）、武汉工程大

学、太原理工大学等单位的专家学者对标准初稿内容进行充分讨论，肯定本标准

的制定对于可燃冰开采发展具有重要意义，准予立项，并提出起草工作建议。

2024年6月-2024年8月，整理汇总各参与单位意见，意见主要集中于“含

可燃冰沉积物在样品制备过程中如何保证原位”、“确认标准适合的水合物赋存类

型”等。征询专家建议，逐条商讨并答复参与单位意见，进一步完善了标准文本

及编制说明。

征求意见稿形成时间：2024年9月

送审稿形成时间：2025年4月

报批稿形成时间：2025年6月

征求意见过程中，共收集了30多家单位的反馈意见，这些单位涵盖了高校、

研究所、企业和政府部门。

四、制定（修订）标准的原则和依据

1、标准编制原则

坚持严格要求与适用性、可操作性相结合的原则。严格要求即标准的编制应

严格遵循《团体标准管理规定》、GBT1.1-2020《标准化工作导则第1部分:标准

化文件的结构和起草规则》及相关法规的要求进行，适宜性既要充分考虑到本行

业的发展现状与特点及对试验项目的设置与限量指标的控制，又要有一个适宜的

范围与程度,从而提高标准贯彻实施的可操作性。本标准是在充分研究与实际试

验验证的基础上进行编制的，标准编制过程中，充分考虑了当前可燃冰合成及分

解试验现状，重点对常用的及基本的要求作了规定，也考虑到将来的发展需要，

使标准在较长时间内，具有一定的先进性和前瞻性。

2、标准编制依据

本标准在编制过程中主要参考了T/CAOE51-2023《含可燃冰沉积物渗透率

测定方法》、T/CAOE52-2023《含可燃冰沉积物三轴剪切试验方法》、T/CAOE

23-2020、《天然气可燃冰实验测试技术规范》以及其他相关国家或行业标准。

五、与现行有关法律、法规和标准的关系

本标准符合《中华人民共和国标准化法》、《团体标准管理规定》等法律、法

规和强制性标准的相关规定与其他法律、法规和强制性标准无关。没有发现与本

标准相关的知识产权及专利。

六、标准主要内容说明

1.主要技术指标、参数、公式、性能要求、试验方法、检验规则等

的论据（包含试验、统计数据等）。

本标准制定的原则是保持标准的科学性和适用性，各项技术指标均能达到国

内先进标准水平，其主要内容包括：

1)本标准名称《含可燃冰沉积物合成及分解试验方法》

2)本标准规定了饱和度、分解程度的术语和定义

可燃冰饱和度（saturation）：在一定的水浴温度和甲烷气压条件下，可燃冰

体积与沉积物孔隙体积之比。

分解程度（decompositiondegree）：可燃冰分解一定程度后饱和度变化情况。

3)本标准规定了设备的构成及其主要参数

规定了含可燃冰沉积物试样尺寸（试样高100mm，直径50mm）、甲烷气体、

氮气气体压力施加范围（0~15MPa）、压差传感器量程（不宜于低于20MPa）、高

压三轴压力室围压施加范围（0~60MPa）、温度控制范围（-20℃~30℃）等主要

技术参数。

4)含可燃冰沉积物合成试验方法

含可燃冰沉积物合成试验方法包括原位生成法和混合制样法。

原为生成法试验流程包括：管线清理及干燥、设备检漏、沉积物试样制备、

甲烷气体注入、含可燃冰沉积物试样合成。

混合制样法试验流程包括：材料准备、甲烷气体注入、纯可燃冰合成、含可

燃冰沉积物试样合成（注：混合制样法全程须在低温冷库中进行）。

5)含可燃冰沉积物分解实验方法

含可燃冰沉积物分解试验方法包括升温分解和降压分解。

升温分解即将试验系统温度升高至预定温度诱导可燃冰分解。

降压分解即通过背压调节系统降低试验系统内气体压力诱导可燃冰分解。

6)数据处理

采用恒体积法计算可燃冰分解前、后饱和度。

在可燃冰合成及分解过程中需测量主要参数包括：可燃冰生成后残余水的体

积、可燃冰生成后残余气体体积、可燃冰生成前后甲烷气体物质的量、可燃冰生

成前后反应器压力、甲烷气体注入体积、可燃冰生成后残余甲烷气体体积、可燃

冰生成前、后反应器温度、可燃冰分解产生的甲烷气体物质的量、分解产生的甲

烷气体压力、温度、体积等。

2、主要试验（验证）的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经

济效果。

按照本标准的要求，产品需进行相关的试验项目，试验项目有：原位生成法

制备含可燃冰沉积物实验、混合制样法制备含可燃冰沉积物实验、升温诱导可燃

冰分解实验、降压诱导可燃冰分解实验，经过以上试验全面验证了标准编写条款

的适用性和可行性，实验结果，满足标准要求。本标准的编制，充分反映了国内

行业的水平，标准的制定将推动行业的有序发展。

3、修订标准，增列新旧标准水平对比。

目前尚无相关的国家标准和行业标准。

七、分歧意见的处理过程、