儲層物性對甲烷水合物分解影響的模型研究

【摘要】：天然氣水合物(主要是甲烷水合物)具有儲量大、埋藏淺、分布廣泛、能量密度高、清潔無污染和有機碳含量豐富(相當于化石能源的兩倍)等優(yōu)點,因此具有重要的開采價值和廣泛的應用前景。對天然氣水合物的開采已成為能源工業(yè)重點發(fā)展的方向之一。降壓開采法被認為是開采天然氣水合物最經濟的方法,了解天然氣水合物降壓開采的影響因素以及理解這些因素的影響規(guī)律具有重要的研究價值,也對天然氣水合物開采項目的實施具有現實的指導意義。 本文基于甲烷水合物生成與分解的多相流動與能量傳輸模型,定量分析了孔隙水鹽度、巖石熱導率、多孔介質粒徑對甲烷水合物在多孔介質內降壓分解過程的影響。數值模擬結果表明：(1)高的孔隙水鹽度有利于系統(tǒng)的溫降,加速水合物的分解；但如果孔隙水鹽度過高(≥17%),將導致系統(tǒng)的溫降過快反而抑制了水合物的分解；(2)產氣率、水合物分解速率隨熱導率的增加而升高,但是孔隙水鹽度的增加將減弱這一規(guī)律；(3)粒徑越大,水合物的分解速率越慢,但不影響水合物的最終分解量,粒徑改變引起的比表面積變化是粒徑影響水合物分解的主因。 此外,本文也定量研究了多孔介質滲透率及毛細管力對甲烷水合物降壓分解的影響。結果表明,滲透率的非均質性與各向異性均是影響水合物分解前緣的重要因素。在未形成高滲通道的情況下,滲透率的非均質性能減緩氣體與水的垂直運移,減慢了水合物的分解過程,延長了系統(tǒng)達到穩(wěn)定狀態(tài)所需要的時間。滲透率的各向異性能影響垂直方向的流體流動,對水合物分解速率影響顯著。相比之下,毛細管力對水合物分解過程、井口產氣量以及井口產水量的影響很小,可以忽略不計。 【關鍵詞】：甲烷水合物 降壓法 孔隙水鹽度 滲透率 數值建模
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：P618.13
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 研究背景9
• 1.2 天然氣水合物藏的分類及開采方式9-13
• 1.3 天然氣水合物藏開采影響因素的研究進展13-17
• 1.3.1 礦藏條件的影響13-15
• 1.3.2 儲層物性的影響15-16
• 1.3.3 生產工況的影響16-17
• 1.4 本文的研究內容及技術路線17-19
• 2 數學模型19-35
• 2.1 前提與假設19
• 2.2 組分、相態(tài)與主要物理量19-23
• 2.3 控制方程23-35
• 2.3.1 質量與能量平衡方程23-26
• 2.3.2 輔助方程26-35
• 3 儲層物性的影響35-75
• 3.1 鹽度的影響35-46
• 3.1.1 模型及參數35-38
• 3.1.2 結果與討論38-46
• 3.2 熱導率的影響46-49
• 3.2.1 模型及參數47
• 3.2.2 結果與討論47-49
• 3.3 粒徑的影響49-54
• 3.3.1 模型及參數50-51
• 3.3.2 結果與討論51-54
• 3.4 滲透率的影響54-70
• 3.4.1 模型及參數54-58
• 3.4.2 滲透率非均質性和各向異性的設定58-62
• 3.4.3 結果與討論62-70
• 3.5 毛細管力的影響70-75
• 3.5.1 模型及參數70-71
• 3.5.2 結果與討論71-75
• 結論與建議75-77
• 參考文獻77-84
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況84-85
• 致謝85-86

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