程凡宝等-大连理工大学-基于降压法的天然气水合物和浅层气“两气合采”数值模拟研究

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Session 3 - Oral 8

基于降压法的天然气水合物和浅层气“两气合采”数值模拟研究

程凡宝,刘煊吉,刘帝,朱志超,孙翔

海洋能源利用与节能教育部重点实验室,大连理工大学能源与动力学院,辽宁 大连,116024

摘要:海洋天然气水合物具有资源量大、储气密度高、燃烧产物环境友好的特点,被认为是最具前景的新型清洁能源之一。但是目前其单独开采面临成本高、产能低的难题,难以达到商业化开采目标。根据海洋天然气水合物和浅层气、常规油气伴生的特点,通过“多气合采”的方法降低开发成本、提高产能,是实现海洋天然气水合物开发商业化的重要手段。但是目前关于“多气合采”的实验及数值模拟研究较少。本文构建了水合物层和浅层气层的“两气储层”物理模型,利用建立的热-流-力-化耦合的多物理场数学模型,模拟了基于降压法的双水平井方式“两气合采”产气过程,分析气、水产出和地层响应特征。模拟结果表明,随着开采的进行不同气、水饱和度的水合物储层上下部贯通且出现水由上部水合物层向下部运移导致产水速率增大的现象。在降压初期,地表拱起可能导致排气通道贯通、分解气泄露,开采30天时的地表沉降量相对位移达到0.1 m。根据地层位移分布发现在两井筒之间区域存在较大受拉区,最大相对位移达0.8 m,适当加大两井井筒间距是防止井筒破坏的重要方法。本文的数值模拟结果对海洋天然气水合物“多气合采”研究具有一定的借鉴意义。

关键词:天然气水合物,两气合采,气水产出,地层变形


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