天然气水合物注热降压开采储层温压场模拟研究

【摘要】：水合物存在一定的温度压力下,当温度压力有所改变,水合物就发生分解,所以,水合物开采时不仅地层中的压力会变化,温度也会变化。本文就通过模拟水合物开采的注热降压模型来研究水合物在开采中的温度和压力的变化,从中找出变化规律。 本文首先总结了水合物开采的各种模型,从水合物的降压开采开始模拟,分析了降压开采中储层温度和压力的变化:随着水合物的分解,储层中的温度从井筒到分解前缘是上升的,温度梯度随着时间下降;压力从井筒到分解前缘是上升的,压力梯度也会随时间下降。 在综合注热开采和降压开采模型的基础上,提出了注热降压开采的物理模型,研究了注热降压开采一体的质量和能量守恒方程及其动力学方程,计算了水合物的物性参数,通过对质量方程进行差分离散,采用隐式求解压力、显示求解饱和度的算法得出压力和饱和度的值,通过对能量方程进行差分离散,采用上游权重法得出地层温度的分布。从而为下一步的模拟打下基础。 模拟了注热降压开采完成第一第二周期的温度压力和水合物饱和度的变化,分析了水合物的分解和时间的变化关系。研究表明:温度、压力和饱和度在降压完成时即注热开始时都会有一个拐点,此拐点代表降压已经完成,然后进行注热的过程;同时,水合物的产气速率是呈曲线变化的,可以分为三个阶段,即产气下降、上升,再次下降的阶段。 最后通过对储层绝对渗透率、储层温度等因素的敏感性分析,结果表明:绝度渗透率通过改变压力降的传播速率影响着水合物分解速率,而地层温度通过改变水合物平衡压力进而影响到水合物分解速率;若储层绝对渗透率越大,地层温度越高,则水合物分解越快,产气速率指标也就越大。 【关键词】：天然气水合物 数值模型 注热降压开采 温度压力变化
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TE349
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-22
• 1.1 研究的目的及意义9
• 1.2 天然气水合物的研究现状9-21
• 1.2.1 水合物藏开采天然气10-11
• 1.2.2 数值模拟11-13
• 1.2.3 天然气水合物开采的数学模拟模型13-21
• 1.3 研究的主要内容及技术路线21-22
• 1.3.1 研究的主要内容21
• 1.3.2 研究的技术路线21-22
• 第二章 用降压法开采模拟温压场的分布22-31
• 2.1 模型假设22-23
• 2.2 数学模型23-27
• 2.3 坐标变换法27-29
• 2.4 温压场模拟结果29-30
• 2.5 小结30-31
• 第三章 注热降压法开采的模型及求解31-46
• 3.1 天然气水合物开采数学模型31-37
• 3.1.1 模型条件假设31-32
• 3.1.2 质量守恒方程32-33
• 3.1.3 能量守恒方程33-35
• 3.1.4 动力学方程35-36
• 3.1.5 辅助方程36-37
• 3.1.6 初始边界条件37
• 3.2 天然气水合物物性参数的计算37-39
• 3.2.1 渗透率及毛管力37-38
• 3.2.2 水合物的分解热38-39
• 3.2.3 相平衡曲线39
• 3.3 天然气水合物开采数值模型求解39-45
• 3.3.1 网格的划分40
• 3.3.2 隐式求解压力40-44
• 3.3.3 显示求解饱和度44
• 3.3.4 能量差分方程的求解44-45
• 3.4 小结45-46
• 第四章 注热降压法开采的模拟分析46-53
• 4.1 水合物开采的所使用的物性参数46-47
• 4.2 注热降压的温压场模拟结果47-49
• 4.3 水合物的分解和时间的变化关系49-51
• 4.4 影响产气速率的因素分析51-52
• 4.4.1 储层绝对渗透率的影响51
• 4.4.2 地层温度的影响51-52
• 4.5 小结52-53
• 第五章 结论53-54
• 参考文献54-58
• 致谢58

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

和同学们谈谈“可燃冰”    范汝广;

天然气水合物气体组成分析技术    贺行良;刘昌岭;王江涛;孟庆国;夏宁;业渝光;

天然气水合物生成条件预测方法研究    杨曦;张小龙;黄宇;张庆南;王鹏;

天然气水合物研究进展    邵帅;

基于高原冻土与天然气水合物特性的钻井液基液研究    冯乐;窦鲁星;郑俊;

陆地天然气水合物孔底冷冻取样方法    郭威;孙友宏;陈晨;张祖培;

天然气水合物储层测井响应与评价方法综述    范宜仁;朱学娟;

低温常压条件下水合物法储存甲烷的实验研究    王秀林;陈杰;浦晖;曾伟平;

从天然气水合物赋存状态和成藏类型探讨天然气水合物的开采方法    董刚;龚建明;王家生;

气田采气管线天然气水合物生成条件预测    梁裕如;张书勤;

天然气水合物的性质、勘探及开采    吴应湘;

加快我国天然气水合物研究工作步伐    郑军卫;

南海天然气水合物资源潜力及其能源战略意义    杨木壮;黄永样;姚伯初;金庆焕;

海洋沉积与天然气水合物形成过程的数值模拟研究    雷兴林;何丽娟;

南海南部天然气水合物稳定带厚度及资源量估算    王淑红;颜文;宋海斌;

天然气水合物的上界面    栾锡武;

关于南海ODP1144站位天然气水合物进一步探讨    耿建华;邵磊;吴松;吴能友;张光学;

水合物在海洋天然气运输中应用探讨    王彦瑞;曾树兵;严雪莲;高秀敏;

天然气水合物的岩石物理:物理模拟研究    赵群;郝守玲;

天然气水合物资源的开发利用及环境保护    罗艳托;朱建华;陈光进;郭绪强;

应加强天然气水合物开发    张知干

天然气水合物    王宪忠

何谓天然气水合物    

青岛所天然气水合物实验室扩建    赵艳霞

天然气水合物成矿带上界面被首次定义    王建高 刘洋

总局重奖青藏高原天然气水合物项目    许莉

与国家需求共呼吸 立科学前沿同攀登    

未来的新能源—天然气水合物    中国工程院院士 金庆焕

我海域天然气水合物调查获四大成果    记者 陈惠玲

东北开展冻土区天然气水合物勘查    曹瑞欣

天然气水合物（地球物理属性）的神经网络识别方法及软件开发    吕琳

天然气水合物钻控泥浆制冷系统及孔底冷冻机构传热数值模拟    赵江鹏

海洋沉积物中天然气水合物开采实验研究    孙建业

南海北部陆坡天然气水合物分解引起的海底滑坡与环境风险评价    刘锋

海洋天然气水合物地层钻井的钻井液研究    涂运中

台湾西南海域地震数据处理及天然气水合物识别    邓辉

祁连山木里天然气水合物钻孔沉积构造特征及与水合物分布关系研究    庞守吉

天然气水合物孔底冷冻取样方法的室内试验及传热数值模拟研究    郭威

多孔介质中水合物饱和度与声波速度关系的实验研究    张剑

东海天然气水合物地球物理特征及全波形反演方法研究    徐宁

天然气水合物注热开采数值模拟研究    王丽娜

天然气水合物分解的自保护机理及热动力学特性研究    秦明举

天然气水合物注热降压开采储层温压场模拟研究    杜进进

升深气田水合物生成规律及注醇防冻技术研究    李辉

不同饱和度水合物开采实验研究    刘丽国

高效环保水合物解堵剂的实验研究    李波

天然气水合物测井解释方法初步研究    周越

台西南海域天然气水合物含量估算及地球化学特征分析    毕海波

天然气水合物制备过程中的多相流传递研究    王峰博

深水油气田开发过程中的天然气水合物预测模型研究    庞群利