天然气水合物降压、注热开采实验研究

摘要

天然气水合物是一种新型高效的化石能源，且具有埋藏浅、分布广的特点，因而在能源日益匮乏的今天，对水合物藏开采机理进行研究具有重要意义。 本文通过自行设计的二维水合物藏合成与分解实验系统，模拟了水合物藏条件下降压、注热开采水合物方法，并对相关实验结果进行对比分析，以优选出不同水合物藏对应的开采方法、不同开采方法对应的开采参数及不同开采方法对应的井位布置方式。 不同地质参数的开采方法优选实验结果表明：①注热实验中，初始温度 1.0℃，采用15ml/min注热速度、80℃注热温度、455min注热时间，若水合物饱和度为16%、32%、48%，注热水驱替法可行，当饱和度超过64%，注热水驱替法不可行；降压实验中，初始温度1.0℃，降压速度0.8MPa/h，实验中饱和度12%、24%及36%条件下，降压法分解水合物藏均可行，但随饱和度的增加，降压法开采的适应性变差。②注热水驱替实验中，水合物饱和度32%，采用15ml/min注热速度、80℃注热温度、455min注热时间，若初始温度为-1.0℃、1.0℃、3.0℃、5.0℃，注热水驱替法可行；降压实验中，水合物饱和度12%，降压速度0.14MPa/h，对应的温度分别为1.0℃、3.0℃、5.0℃，此时降压法可保证水合物藏稳定分解，同时，随初始温度降低，降压法开采的适应性变差。 不同开采方法对应的开采参数优选实验结果表明：①注热水驱替法实验中，水合物藏初始温度 1.0℃、水合物饱和度 32%条件、初始压力 3.0MPa 下，注热水速度 15～20mL/min、注热水温度120℃、注热水时间255min为实验中最佳注热条件。②降压法实验中，水合物藏初始温度 1.0℃、水合物饱和度 36%、初始压力 3.0MPa 下，相对于0.14MPa/h，较高降压速度0.8MPa/h时，水合物藏稳定产气，水合物分解动态稳定，同时整体工作时间短，此时为本组实验最佳降压条件。 不同开采方法对应的井位布置方式优选实验结果表明：①降压法实验中，对应初始饱和度14%、初始温度1℃、初始压力3.0MPa条件下，相对于单井及四井降压，降压分解水合物藏时，双井降压的井位布置方式更合适。②注热水驱替法实验中，对应初始饱和度14%、初始温度1℃、初始压力3.0MPa条件下，相对于中心注边角采及五点法注采井网，注热分解水合物藏时，更适于采用对角注采井网井位布置方式。

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