香港理工大学Jiexin Hou等-低频电加热辅助水平井降压III 类水合物藏采气数值模拟 -FUEL

Numerical simulation of gas production from Class III hydrate reservoirs using low-frequency electric heating-assisted depressurization with horizontal wells(低频电加热辅助水平井降压III 类水合物藏采气数值模拟)

Authors(作者): Jiexin Hou , Ermeng Zhao* , Yunkai Ji（纪云开）

Source(来源): FUEL, 2024，357：129906

Abstract(摘要): 随着传统燃料燃烧造成的环境污染，全球清洁能源短缺已成为人们关注的焦点。天然气水合物被认为是一种潜在的清洁能源，其丰富的资源广泛分布在永久冻土和海洋沉积物中。为了提高III类水合物储层的产气效率，首次提出了双水平井模式下低频电加热辅助降压的创新生产方法。该方法利用了水合物层内部通过低频电场产生的原位热量，以及水平井的大范围流体流动和均匀加热的优势。为了更好地了解该方法的生产机理，并评估其提高天然气产量的可行性，本文利用数值模拟对其生产性能进行了分析。基于南海神狐海域的地质资料，首先建立了数值模拟模型。然后，对其产气量和能量回收性能进行了研究。最后，分析了生产参数对生产性能的影响。结果表明，在梯度降压加热模式下，生产初期的额外热量输入与降压产生协同效应，因此相对于梯度增压和恒压模式，生产性能更好。最大能效比可达17.65，表明该方法的能量利用效率具有很大的水合物回收潜力。与直井相比，水平井与水合物储层的接触面积更大;因此，它们表现出更大范围的减压和水合物分解。当水平井位于水合物层上部时，可以减少重力对水合物层的负面影响。累积产气量随着初始电压的增加而增加，但能效比降低，突出了优化初始电压的必要性。本文提出的方法和研究结果为天然气水合物高效开发提供了有益的参考。

图1-水平井布置位置示意图

图2-不同生产方式下的生产动态比较

Summary(结论): 一般来说，低频电加热技术结合降压，为水合物解离提供了充足的热量补充，显著提高了水合物分解和产气量。双水平井的使用进一步增加了减压和电加热面积，从而提高了III类水合物储层的生产效率。数值模拟结果表明，该方法具有高效开发水合物储层的良好前景，证实了其提高生产效率的技术可行性。本工作所获得的创新开采方法和见解，为基于低频电加热技术的天然气水合物高效开采提供了理论支持。然而，与常规气藏相比，水合物气藏的产气量仍然较低，不符合商业开发的要求。因此，建议将本文方法与水力压裂、水平水平井等其他增产技术相结合，进一步提高生产效率和电加热效率。此外，为了更好地了解水合物储层的能量回收行为，未来的工作应侧重于利用低频电加热辅助降压进行实验室实验。

DOI: 10.1016/j.fuel.2023.129906

Link(链接):https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016236123025206