天然气水合物降压开采实验和数值模拟研究

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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降压开采实验和数值模拟研究姓名：宋新利申请学位级别：硕士专业：油气田开发工程指导教师：孙仁远;李淑霞20080401摘要天然气水合物是储量丰富、优质洁净的新型能源，其开采技术的研究具有重要的理论和实践意义。利用天然气水合物开采实验模拟系统进行了填砂管模型中天然气水合物的合成及降压开采实验研究，分析了天然气水合物合成过程中甲烷气体的转化；分析了开采过程中的产气和产水规律、压差变化规律以及压差对天然气水合物分解的影响；研究了降压幅度和初始开采温度对降压开采效果的影响。在此基础上，利用天然气水合物降压开采数学模型，对天然气水合物降压开

2、采实验数据进行了拟合，并分析了渗透率、初始开采温度、水合物饱和度、出口压力等因素对天然气水合物降压开采效果的影响。研究表明：天然气水合物的合成过程中，甲烷气体的转化要经过缓慢增大、快速增大、快速减小三个阶段；天然气水合物的降压开采受到水合物分解和产出的双重控制，瞬时产气量波动很大，产气速度较高且主要受压降幅度和温度的影响，产水速度小且维持在较稳定的水平。渗透率、初始开采温度、水合物饱和度、出口压力等因素是影响天然气水合物分解的重要参数。渗透率、初始开采温度、水合物饱和度的数值越大，生产时间也越短；出口端压力越低，瞬时产量的峰值越大。以上研究为天然气水合物的降压开采提供了理

3、论和实验依据。关键词：天然气水合物，降压开采，数学模型，数值模拟，影响因素TheDepressurizationExperimentandNumericalSimulationontheExploitationofNaturalGasHydratesSongXin-li(Oil&GasFieldDevelopmentEngineering)DirectedbyAssociateProf'．SUNPen--yuanandLIShu··xiaAbstractNaturalGasHydrateOqGH)isnewenergyresourceofabundantreserves，

4、highqualityandclean．Researchesonitsproductiontechnologieshavethegreatsignificanceintheviewoftheoryandpractice．ByusingtheexperimentalsystemforNGHformationandproduction，experimentsonNGHdepressurizationproductionwereconductedinsand—packedmodels．ThetransitionofCH4intheprocessofNGHformationWas

5、analyzed．Theeffectofpressuredropandinitialtemperatureongasproduction,waterproduction,pressuredifferenceduringNGHproductionwascompared．Onthisbasisofthis，byusingthemathematicalmodelfordepressurizationproductionofNGH，thefittingofexperimentalresultsofNGHproductionWasconducted．Theeffectofperme

6、ability,theinitialtemperature，theNGHsaturation，outletpressureonNGHproductionWasanalyzed．ExperimentsshowthatintheprocessofNGHformation,therearcthreestagesforCH4transition,includingslowincreasing，fastincreasingandfastdecreasing．TheproductionofNGHbydepressurizationmethodiscontrolledbYtheproc

7、essesofdecompositionandproductionofNGH．Thein-situgasproductionchangesrapidly、撕tllhighergasproductionrate，whichismainlycontrolledbydepressurizingrateandtemperature．Theinfluencefactorsincludepermeability，theinitialtemperature，theinitialNGHsaturationandoutletpressure．p