【摘 要】
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天然气水合物是21世纪最具开发前景的新型战略能源,开采过程中水合物的分解使储层强度降低,从而导致地层沉降,甚至会诱发一系列工程灾害。本文以水合物开采多相渗流和地层稳定问题为核心,将理论分析与数值模拟相结合对水合物降压开采过程进行了研究,取得如下主要创新工作:1、基于现有的水合物开采多相渗流数学模型,对降压开采过程中主要参数随时间和空间的变化进行了分析,得到了渗流模型下水合物降压开采的生产规律。2、
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天然气水合物是21世纪最具开发前景的新型战略能源,开采过程中水合物的分解使储层强度降低,从而导致地层沉降,甚至会诱发一系列工程灾害。本文以水合物开采多相渗流和地层稳定问题为核心,将理论分析与数值模拟相结合对水合物降压开采过程进行了研究,取得如下主要创新工作:1、基于现有的水合物开采多相渗流数学模型,对降压开采过程中主要参数随时间和空间的变化进行了分析,得到了渗流模型下水合物降压开采的生产规律。2、针对不同饱和度的水合物储层进行了本构模型适用性评价,并基于此建立不同饱和度储层地质力学与渗流耦合模型,得到了地层变形对水合物分解的影响机理及规律。通过分析地层沉降对不同参数的敏感性,确定了地层安全稳定生产需要优化的参数。3、基于地层破坏的机理和规律,确定了地层破坏的判断依据和破坏的临界条件,并分别针对接触胶结、颗粒包裹和颗粒支撑模式的水合物储层得到了安全稳定开采的最佳生产压力。4、针对存在下伏水层的水合物藏,首次提出应用双层完井方法进行开采,并利用模拟验证了该方法控制水锥以及提高产量的可行性,该方法有助于进一步提高基于地层稳定的水合物降压开采产量。上述创新工作和相应结论对水合物开采具有重要指导意义,为进一步的理论和试验研究奠定了一定基础。
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