天然气水合物注热水开采热前缘移动规律实验研究.pdf

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1、第２８卷第３期现代地质Ｖｏｌ２８Ｎｏ３２０１４年６月ＧＥＯＳＣＩＥＮＣＥＪｕｎ２０１４天然气水合物注热水开采热前缘移动规律实验研究１１２１李淑霞，曹文，李杰，高永海（１中国石油大学（华东）石油工程学院，山东青岛２６６５８０；２中海石油（中国）有限公司深圳分公司研究院，广东广州５１０２４０）摘要：注热水开采是天然气水合物的有效开采方式之一，其中热前缘的移动决定了分解速率的大小，是决定注热水开采效果好坏的重要参数。采用自制的一维天然气水合物开采模拟实验装置，首先在填砂模型中生成水合物，

2、然后对不同条件的水合物进行注热水开采实验，分析热前缘移动规律。结果表明：水合物饱和度越大，热前缘移动速率越小；随着初始温度的增加，热前缘移动速率略有增加；注热水温度越高，注热水速度越大，热前缘移动速率越大。水合物饱和度和注热水速度对热前缘移动速率的影响最大，注热水温度次之，而初始温度对热前缘影响较小。为了提高开采速度，建议在技术可行的情况下适当增加注热水速度，同时适当降低注热水温度，虽然开采速度略有降低，但开采经济可行性会增加。关键词：天然气水合物；注热水；热前缘的移动；影响因素中图分类号：Ｐ６１８１；ＴＥ１３２２文献标志码：Ａ文章编号：１０００－８５２７（２０１４）０３－０６

3、５９－０４ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＴｈｅｒｍａｌＦｒｏｎｔＭｏｖｅｍｅｎｔｏｆＮａｔｕｒａｌＧａｓＨｙｄｒａｔｅｂｙＩｎｊｅｃｔｉｎｇＨｏｔＷａｔｅｒ１１２１ＬＩＳｈｕｘｉａ，ＣＡＯＷｅｎ，ＬＩＪｉｅ，ＧＡＯＹｏｎｇｈａｉ（１ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｑｉｎｇｄａｏ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ２６６５８０，Ｃｈｉｎａ；２ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｈｅｎｚｈｅｎＢｒａｎｃｈＣｏｍｐａｎｙ，ＣＮＯＯＣＬｉｍｉｔｅｄ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ５１０２４０，Ｃｈｉｎ

4、ａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｊｅｃｔｉｎｇｈｏｔｗａｔｅｒｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｗａｙｓｔｏｄｉｓｓｏｃｉａｔｅｎａｔｕｒａｌｇａｓｈｙｄｒａｔｅ（ＮＧＨ），ａｎｄｔｈｅｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｍａｌｆｒｏｎｔｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｔｈｅｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｈｙｄｒａｔｅ，ｗｈｉｃｈｉｓａｋｅｙｐａｒａｍｅｔｅｒｆｏｒｔｈｅｒｍａｌｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ．ＡｏｎｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｆｏｒｍＮＧＨｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｉｔｉａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｉｎｓａｎｄｐａｃｋｅｄｔｕ

5、ｂｅ，ａｎｄｔｈｅｎｈｏｔｗａｔｅｒｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｈｅｒｍａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗａｓｉｎｊｅｃｔｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｍａｌｆｒｏｎｔ．ＲｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｈｉｇｈｅｒｔｈｅＮＧＨｓａｔｕｒａｔｉｏｎｉｓ，ｔｈｅｌｅｓｓｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｆｒｏｎｔｍｏｖｅｍｅｎｔｒａｔｅｉｓ；ｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｆｒｏｎｔｍｏｖｅｍｅｎｔｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｓｌｉｇｈｔｌｙｗｉｔｈｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ；ｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｆｒｏｎｔｍｏｖｅｍｅｎｔｒａｔｅｉｓｌａｒｇｅｒｗｉｔｈｈ

6、ｉｇｈｅｒｈｏｔｗａｔｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｌａｒｇｅｒｈｏｔｗａｔｅｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｒａｔｅ．Ａｍｏｎｇｔｈｅｆｏｕｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｉ．ｅ．ＮＧＨｓａｔｕｒａｔｉｏｎ，ｉｎｉｔｉａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｈｏｔｗａｔｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｈｏｔｗａｔｅｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｒａｔｅ，ｔｈｅｍｏｓｔｓｅｎｓｉｔｉｖｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｔｈｅＮＧＨｓａｔｕｒａｔｉｏｎａｎｄｈｏｔｗａｔｅｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｒａｔｅ，ｆｏｌｌｏｗｅｄｂｙｔｈｅｈｏｔｗａｔｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｎｄｔｈｅｌｅａｓｔｓｅｎｓｉｔｉｖｅｐａｒａｍ

7、ｅｔｅｒｉｓｉｎｉｔｉａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｈｙｄｒａｔｅ，ｉｔｉｓｒｅａｓｏｎａｂｌｅｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｈｏｔｗａｔｅｒｉｎｊｅｃｔｉｏｎｒａｔｅｗｉｔｈｉｎｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ．Ｌｏｗｅｒｉｎｇｔｈｅｈｏｔｗａｔｅｒｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃａｎｓｌｉｇｈｔｌｙｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｈｙｄｒａｔｅ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｅ