12152.多孔介質(zhì)中甲烷水合物降壓分解的數(shù)值模擬研究

1、碩士學(xué)位論文多孔介質(zhì)中甲烷水合物降壓分解的數(shù)值模擬研究‘NumericalStudiesofMethaneGasProductionfromHydrateDecompositionbyDepressur娩a廿oninporousmedia作者姓名：學(xué)科、專業(yè)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：完成日期：大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要作為一種潛力巨大的新型能源，天然氣水合物受到了全球的廣泛關(guān)

2、注，伴隨著研究的擴(kuò)展和深入，水合物相關(guān)知識(shí)體系逐漸完善。在各國(guó)相關(guān)學(xué)者的不懈努力下，水合物形成和分解的數(shù)值模擬研究得到了快速發(fā)展，提出多種數(shù)學(xué)模型，并得到了很好的驗(yàn)證和應(yīng)用。但是，現(xiàn)有模型中考慮冰相生成的模型相對(duì)較少，大部分學(xué)者出于多種原因在研究中將冰相忽略。本研究在總結(jié)現(xiàn)有模型的基礎(chǔ)上，建立包含四相(水相、氣相、水合物相、冰相)三組分(水組分、甲烷氣體組分、水合物組分)的多孔介質(zhì)內(nèi)甲烷水合物降壓分解產(chǎn)氣一維數(shù)學(xué)模型。利用有限差分法(F

3、r)M)對(duì)數(shù)學(xué)模型離散化處理并建立數(shù)值模型進(jìn)行求解。通過(guò)改變相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，重點(diǎn)研究了水合物降壓開(kāi)采過(guò)程中冰相的生成和分布特性，以及其與壓力、溫度、滲透率、累積產(chǎn)氣量等相關(guān)參數(shù)相互影響規(guī)律。同時(shí)，分析對(duì)累積產(chǎn)氣量和瞬時(shí)產(chǎn)氣率的影響因素和特性。研究結(jié)果表明：在水合物降壓分解過(guò)程中，隨著時(shí)間的推移，冰相的生成量逐漸增多，且集中分布于靠近開(kāi)采井一側(cè)區(qū)域，向另一端呈遞減趨勢(shì)；冰相的生成對(duì)甲烷水合物藏開(kāi)采造成一定影響，具體表現(xiàn)為：冰相的生成使儲(chǔ)層

4、絕對(duì)滲透率下降，使開(kāi)采前中期的瞬時(shí)產(chǎn)氣率下降，使局部壓力升高。冰相產(chǎn)生是開(kāi)采過(guò)程中的不利因素；開(kāi)采井壓力對(duì)冰相的生成影響明顯，此壓力越小，同一時(shí)刻同一位置生成的冰量越多；水合物分解沉積層本身特性是決定礦藏產(chǎn)氣量和產(chǎn)氣率的主要因素，包括水合物飽和度、儲(chǔ)層孔隙度、滲透率等。水合物飽和度和儲(chǔ)層孔隙度越大，累積產(chǎn)氣量越大，瞬時(shí)產(chǎn)氣率越大。儲(chǔ)層絕對(duì)滲透率越大，產(chǎn)氣效率越高，但不影響最終產(chǎn)氣總量。關(guān)鍵詞：甲烷水合物：分解過(guò)程：冰相生成：數(shù)學(xué)模型：數(shù)