李孝艳等-常州大学-甲烷水合物分解过程储层热物理性质变化规律及其控制因素

Session 2 - Oral 11

甲烷水合物分解过程储层热物理性质变化规律及其控制因素

李孝艳a，李小森b，周诗岽a，王屹b

a. 常州大学江苏省油气储运技术重点实验室，江苏 常州 213016；

b. 中国科学院广州能源研究所天然气水合物重点实验室，广东 广州 510640

摘要：沉积层内天然气水合物分解特性与储层热物理性质密切相关，明确水合物分解过程储层热物理性质变化特性对于水合物高效开采具有重要意义。由于水合物分解过程中储层相态不断变化，通过实验手段很难准确测量储层热物理性质。在本文，通过实验研究结合数学模型的方法计算了甲烷水合物分解过程储层有效热容、有效导热系数、有效热扩散率的变化规律，并分析了上述热物理性质变化的控制因素。计算结果表明，水合物分解过程储层有效热容主要由储层内水饱和度决定，随水饱和度增加而增大；储层有效导热系数主要由储层内气饱和度决定，随气饱和度增加几乎呈线性增大（变化范围：0.312-0.516 W/m.K）；储层有效热扩散率主要由储层内水合物饱和度决定，随着水合物分解，有效热扩散率逐渐降低（变化范围：1.745×10-7-2.668×10-7 m2/s）。可以推断，在海域水合物储层（水饱和），水合物分解过程储层的有效热容基本保持稳定，有效导热系数逐渐降低，有效热扩散率逐渐减小；在永冻层水合物储层（气饱和），水合物分解过程储层有效热容不断增大，有效导热系数基本不变，有效热扩散率逐渐减小。通过上述研究，可以明确水合物开采过程储层热物理性质变化规律，进而为不同地质条件储层中水合物开采方法的选择提供理论指导。

关键词：气体水合物，有效热容，有效导热系数，有效热扩散率，热物理性质