天然气水合物藏降压开采数值模拟研究

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文天然气水合物藏降压开采数值模拟研究姓名：鲁轩申请学位级别：硕士专业：油气田开发工程指导教师：李淑霞20090501摘要天然气水合物以其资源量巨大、洁净高效而被认为是一种潜在的未来能源。目前，在天然气水合物的基础研究方面己取得了较大的进展，但有关天然气水合物开发规律的研究相对滞后。在调研国内外水合物开采数值模拟模型的基础上，充分考虑了天然气水合物的降压开采的机理，以及水合物的热力学和动力学性质，建立了三维四相四组分的水合物降压开采数学模型。模型中考虑了气相、水相、水合物相

2、和冰相等四组分以及自由甲烷气、分解甲烷气、水和水合物四个组分。数学模型求解时，采用IMPES方法首先求解质量守恒方程，依次解出压力和饱和度的分布，最后通过隐式求解能量守恒方程得到温度场的分布。在数学模型的基础上；研制了一套适用于水合物降压开采的数值模拟软件；利用研制的水合物降压开采模拟软件，物理模拟实验结果进行拟合分析，通过拟合得到天然气水合物分解所需的参数，同时验证了模拟软件的准确性。利用该软件，模拟了设想的实际水合物藏的生产动态，分析了生产井产气规律、地层压力、温度分布规律和水合物饱和度分布规律。

3、在此基础上，利用软件对影响水合物藏开采的参数进行了敏感性分析，计算结果表明：渗透率下降指数和地层绝对渗透率对水合物藏的生产动态有较大影响；渗透率各向异性也影响着储层中的压力和水合物饱和度的分布：而渗透率各向异性类似与水合物分解速率常数，对气井的累积产量基本没有影响。关键词：天然气水合物，降压开采，数学模型，数值模拟，敏感性分析NumericalStudyofGasProductionfromMethaneHydrateReservoirbyDeDressurization(Oil&GasFieldDe

4、velopmentEngineering)DirectedbyVice—Professor．LiShuxiaAbstractNaturalgashydratesisconsideredasafutureenergybecauseofitstremendousresourcesandhighefficiency．Atthemomentmuchprogresshasbeenacquiredinthefundamentalresearchesofhydrates，buttheresearchesofthed

5、evelopmentregularisstilllagging．Onthebasicofsurveyandstudyofthenumericalmodelofexploitationofgashydratesbothathomeandabroad，andtakingintoaccountofthedepressurizationmechanismandcharactersofthethermodynamicsandkineticsofthegashydrates，thispaperestablishe

6、dafour-phase(gas，water,hydrates，ice)，four-components(freemethane，resolvedmethane，water,hydrates)mathematicalmodelforgashydratesreservoirofdepressurization．Weuseimplicitmethodtocalculatepressureandexplicitmethodtocalculatesaturationsuccessivelyandthencal

7、culatetemperatureinimplicitmethod．Onthebasicofthemathematicalmodel，softwareofnumericalsimulationofhydratesofdepressurizationexploitationisdeveloped．Usingthissoftware，analyzedtheresultsoftheexperiment．Bymatchingthesimulationandexperimentresults，necessary

8、parametersareobtained，andverifiedtheaccuracyofthesoftware．Simulatedtheactualgashydratesreservoirandanalyzedtheregularofgasproduction，andthedistributionofpressure，temperatureandsaturationofthehydrates．Onthisbasis，thesensitivityoft