天然气水合物开采的流动模拟

发布时间：2020-06-06 05:29

【摘要】： 天然气水合物作为一种潜在的能源备受人们关注,对(海底)天然气水合物的开采进行前沿性基础研究,可以为今后开采天然气水合物提供理论依据和技术支撑。数值模拟作为评价开采方案的一个重要手段,可以为水合物藏开采方案的确定提供重要依据,对水合物藏的气体资源进行估计具有重要意义。 本论文对甲烷水合物进行了实验室研究,得出了产气量与时间的关系,根据甲烷水合物分解动力学理论,通过对实验数据进行分析,得到了甲烷水合物分解动力学的基本参数—表观分解速率因子和活化能,为甲烷水合物开采的模拟提供了依据。 针对甲烷水合物的特点,结合多相渗流特性,考虑孔隙度与温度的变化,推导出了水合物在多孔介质中分解的数学模型,为水合物开采的模拟提供了理论基础。 基于降压开采原理,对天然气水合物相态和特性进行了拟组分和相态处理,建立了三相(水、水合物相和气)、三组分(水、甲烷水合物和甲烷)模拟模型,利用现有常规油藏模拟软件对甲烷水合物分解(开采)过程进行模拟,并与实验结果进行了对比,验证了模型的可行性。并研究了不同降压条件下甲烷水合物分解的规律,回归出了产气量与压力、时间的关系式。 在对模拟结果进行分析的基础上,将模型应用到实际天然气水合物藏,假设了一海底甲烷水合物藏的概念模型。分析比较了天然气水合物藏与常规气藏开采过程中在产气量、产气速率和地层压力方面的差异,得出了天然气水合物藏开采的特点,并针对此特点,对天然气水合物藏的开采进行了技术和经济评估,分析了其经济可行性。
【图文】：

然气水合物的概述合物（gas hydrate）是由水分子和气体分子在高压（大温（0℃～10℃）条件下合成的，具有笼状结构的似冰状气水合物多呈白色或浅灰色晶体。主要呈分散状胶结沉积和薄层状的集合体形式赋存于沉积物中，还可能以细脉状合物是一种潜力巨大的超级能源，主要表现在[3][4]：范围广。初步估算，该种化合物在世界各大洋中均有分布之一，相当于4×107km2；规模巨大。据估计，，全球深度小于 2000m 的岩石圈浅部所.1×1016～4.0×1016m3的甲烷，是全球已知所有常规矿物燃的两倍；

较为特殊的包络化合物。在水合物中, 作为主体的体的水合物形成物分子则填充于点阵间的空腔,此其分子式可写为M·nH2O（其中M是以甲烷气体成点阵的水分子之间由较强的氢键结合, 而主、温度低于和高于水的正常冰点均可形成水合物。说，天然气水合物就是甲烷与水的笼形结构物，其子关系的控制,理论上一个饱和的天然气水合物分,换算为标准温压下的体积比是164:1,也就是说在4m3甲烷气和0.8m3的水[13][14][15]。小决定水合物的种类。迄今为止, 已发现的水合和结构Ⅱ水合物晶体均具有大小不同的两种笼形空。
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：P744.4

【引证文献】

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1 赵文龙;天然气水合物采气实验与数值模拟研究[D];中国石油大学;2010年

本文编号：2699230