海底水合物矿藏降压开采与甲烷气体扩散过程的数值模拟

【摘要】：在深海条件下采用单井降压法开采的天然气水合物矿藏中,利用TOUGH+HYDRATE软件对其开采过程和甲烷气体扩散过程进行数值模拟。物理模型由上至下依次为上盖层、水合物沉积层和下盖层。将上、下盖层外边界的温度设为恒定,与含水合物沉积层之间有热量和质量交换,数值模型采用二维圆柱坐标网格。模拟结果表明开采过程中井口产气速率是一个升高—降低—波动升高的过程,水合物分解产生的气体有一部分通过上盖层溢出,能在一定程度上增加大气中温室气体的量。开采初期水合物分解速率降低的主要原因是水合物分解产生的甲烷气体在地层中大量累积,开采后期水合物分解速率产生波动的主要原因是发生"气穴现象"。井口附近由于压力变化较快水合物分解最为剧烈,其附近有个低温区存在。上、下盖层附近水合物分解速率也较快。 【作者单位】： 中国科学院广州能源研究所;中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室;中国科学院广州天然气水合物研究中心;
【关键词】： 深海条件 天然气水合物 降压开采 单井
【基金】：国家自然科学基金项目(220773133) 中国科学院知识创新工程重要研究方向项目(KGCX2-YW-3X6);中国科学院重大科研装备项目(YZ200717) 广东省科技计划项目(2009B050600006) 国家高技术研究发展计划项目(2006AA05Z319) 国家重点基础研究发展规划(2009CB219507)
【分类号】：P744.4
【正文快照】： 0引言天然气水合物是甲烷分子与水在低温、高压条件下形成的冰状固体,根据形成笼子的水分子数目和笼子的形状可分为不同的类型,比较常见的有Ⅰ型、Ⅱ型和H型[1]。自然条件下的天然气水合物晶体常常伴随一些小分子气体,如CO2、Ethane等。水合物的物理性质与冰比较相近,晶体结

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