天然氣水合物降壓開采分解前緣移動數值研究

作者：彭盈鈺,蘇正,劉麗華,金光榮,魏雪芹

摘要：在水合物分解過程中,已經分解的區域與未分解的區域之間存在一個過渡帶,即分解前緣,研究分解前緣移動規律有助于認識水合物分解特征和進一步預測分解氣量,對實際開采以及開采潛力評價提供大方向的科學參考。本文依據Stefan邊界理論建立水合物分解前緣一維三相數學模型,通過參數量級分析,將水合物分解滲流場作為擬定常場,解析計算得到分解前緣隨時間移動函數,同時將溫度場方程無維化轉換后,得到計算溫度變化的超越方程。據分解前緣移動函數進一步計算總產氣量以及井口產氣速率。結合模型算例,認為水合物分解前緣移動與時間的平方根呈線性關系,移動速率隨時間推移而減小,產氣速率在開采前期達到峰值后快速下降達到穩定值。另外,以南海神狐海域第一次試采結果為依據,對比發現模型計算總氣量高于實際試采值,兩者相對誤差在可接受范圍內。因此,本文對水合物開采特征評價提供了一種新的簡單計算方法,并對開采潛力給出了樂觀的預測。最后,通過對地層初始溫度、絕對滲透率以及孔隙度敏感性分析發現,地層初始溫度和滲透率增大,水合物分解前緣移動距離隨之增大,初始地層溫度對水合物分解影響顯著。而地層孔隙度越大,分解前緣移動速率反而降低,移動距離減小,井口與分解前緣壓差減小,此時分解前緣移動由儲層熱物理參數決定。

發文機構：中國科學院天然氣水合物重點實驗室 中國科學院大學

關鍵詞：水合物分解前緣降壓開采理論模型gas hydratedecomposition frontdepressurizationtheoretical model

分類號： P738[天文地球—海洋地質]