神狐水合物藏降压开采分解前缘数值模拟研究
Abstract
天然气水合物资源量大, 广泛存在于深海和冻土带中, 降压法是一种有效的开采方式. 天然气水合物藏降压开采过程中, 已经分解的水合物区域和尚未分解的水合物区域之间存在一个分解前缘, 研究分解前缘的移动规律, 有助于认识水合物藏的地层稳定性及进行产气量预测, 因此对水合物藏分解前缘的研究具有重要意义. 本文采用数值模拟的方法, 针对神狐海域水合物藏地质条件, 研究降压开采过程中分解前缘的形状及移动规律, 并对影响分解前缘移动的敏感因素进行了分析. 结果表明: 降压分解时, 分解前缘的形状为非活塞式, 分解前缘1(水合物开始分解的位置)的移动速率近似为线性, 分解前缘2(水合物完全分解的位置)的移动速率近似为指数增长. 生产井压力越低, 地层渗透率越大, 初始水合物饱和度越小, 初始温度越高, 分解前缘移动速率越大. 与一步降压相比, 分段降压使得分解前缘1和前缘2的移动均滞后. 水合物分解吸热导致地层温度降低, 当到达冰点时, 冰的生成将有助于水合物藏降压分解速率的增大. 因此, 水合物藏降压分解时, 可考虑将压力降低至冰点所对应的相平衡压力附近.
