海底水合物礦藏降壓開采與甲烷氣體擴散過程的數(shù)值模擬

【摘要】：在深海條件下采用單井降壓法開采的天然氣水合物礦藏中,利用TOUGH+HYDRATE軟件對其開采過程和甲烷氣體擴散過程進行數(shù)值模擬。物理模型由上至下依次為上蓋層、水合物沉積層和下蓋層。將上、下蓋層外邊界的溫度設(shè)為恒定,與含水合物沉積層之間有熱量和質(zhì)量交換,數(shù)值模型采用二維圓柱坐標網(wǎng)格。模擬結(jié)果表明開采過程中井口產(chǎn)氣速率是一個升高—降低—波動升高的過程,水合物分解產(chǎn)生的氣體有一部分通過上蓋層溢出,能在一定程度上增加大氣中溫室氣體的量。開采初期水合物分解速率降低的主要原因是水合物分解產(chǎn)生的甲烷氣體在地層中大量累積,開采后期水合物分解速率產(chǎn)生波動的主要原因是發(fā)生"氣穴現(xiàn)象"。井口附近由于壓力變化較快水合物分解最為劇烈,其附近有個低溫區(qū)存在。上、下蓋層附近水合物分解速率也較快。 【作者單位】： 中國科學(xué)院廣州能源研究所;中國科學(xué)院可再生能源與天然氣水合物重點實驗室;中國科學(xué)院廣州天然氣水合物研究中心;
【關(guān)鍵詞】： 深海條件 天然氣水合物 降壓開采 單井
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目(220773133) 中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程重要研究方向項目(KGCX2-YW-3X6);中國科學(xué)院重大科研裝備項目(YZ200717) 廣東省科技計劃項目(2009B050600006) 國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃項目(2006AA05Z319) 國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃(2009CB219507)
【分類號】：P744.4
【正文快照】： 0引言天然氣水合物是甲烷分子與水在低溫、高壓條件下形成的冰狀固體,根據(jù)形成籠子的水分子數(shù)目和籠子的形狀可分為不同的類型,比較常見的有Ⅰ型、Ⅱ型和H型[1]。自然條件下的天然氣水合物晶體常常伴隨一些小分子氣體,如CO2、Ethane等。水合物的物理性質(zhì)與冰比較相近,晶體結(jié)

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