天然气水合物一维注热开采前缘移动规律
天然气水合物被广泛认为是一种优质、洁净的可替代能源，具有广阔美好的开发利用前景，被誉为“后石油时代”最有希望的战略资源。主要开采方法有降压法、热采法、注抑制剂法及CO2置换法，其中热采法具有较强的实际可操作性和经济性。前缘移动规律的研究是明确热采过程中温度、压力分布的前提，为研究天然气水合物热采过程的影响因素以及优化注热条件提供了理论依据。 本文基于我国实际天然气水合物藏的饱和度分布情况，通过室内水合物生成动力学装置，采用间歇加气法合成20~30%、30~40%、40~50%三组不同饱和度的水合物样品，从开发动态指标（注入流速与注入温度）和地质影响因素（含水合物饱和度）两方面出发，分析天然气水合物一维注热开采前缘的敏感性因素和热量传递规律。得出结论如下： （1）大量合成实验数据表明，水合物合成过程中存在明显的爬壁效应和铠甲效应，制约了水合物的均一分布和进一步合成。间歇流条件下，压力扰动可以打破合成过程中的铠甲效应，大幅度增大水的转化率，有效实现水合物的增量合成。 （2）注热开采实验结果表明，分解前缘、热前缘和注入热水前缘以不同的移动速率沿一维填砂管中心轴向前推移，是三个不重叠的概念。按移动速率由小到大排列为分解前缘、热前缘和注入热水前缘，其中分解前缘定义为分解区与未分解区的交界面，热前缘指水合物藏初始温度开始上升的曲面。 （3）本次定义水合物开采能量利用率为水合物分解消耗的热量与总的输入热量的比值，注热开采过程中产气规律与能量利用率直接决定了不同注入参数下的开采的效益。注入温度为80℃，流速为6ml/min时注入热水能较好地实现均匀推进，且此时的能量利用率随时间变化不大，约为0.22。 （4）唐良广、夏晞冉、曹文、Selim模型都是一维无限大水合物层热前缘位置随时间的变化规律，均将水合物层分解为分解区和未分解区，热前缘为两者的交界面，且不考虑水合物的二次生成。对比分析可知，不同模型的计算结果差异较大，但基本趋势一致，其中曹文模型与本次实验结果最为接近。
水合物;分解前缘;注热开采;移动规律;开发因素
长江大学
硕士
油气田开发工程
关富佳
2020
中文
TE377
2021-10-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）