基于LBM的天然气水合物藏分解及流动特性研究

发布时间：2020-12-15 01:55

　　天然气水合物是天然气与水形成的一种类冰状结晶物质,主要储存于深海海底和永久冻土中,因其燃烧热量高,储量丰富,受到各国研究人员的广泛关注。天然气水合物的开采涉及传热、传质和多相流动,过程极其复杂。通过研究天然气水合物的分解和多孔介质内流体的流动特性,对影响天然气水合物分解速率因素进行了敏感性分析,从而为天然气水合物的实地开采提供了理论和数据支持。本文通过建立天然气水合物分解的物理模型,采用格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)中多组分多相流模型、结合固液界面反应边界条件、VOP固体更新法和天然气水合物分解动力学,系统的模拟了天然气水合物的分解过程;同时通过单相流LBM模型模拟了不同状态下含天然气水合物多孔介质的流动特性变化;分别讨论了多孔介质中孔隙率、井底压力和储层温度对天然气水合物分解速率的影响。本文通过模拟研究得出以下结论:(1)基于LBM结合水合物分解动力学,耦合气液两相流动、边界反应和天然气水合物的固体分解,模拟了天然气水合物在降压条件下的分解过程。发现水合物的降压分解是一个包括传质和两相流动的固相结构演变过程,固体分解对反应速率的影响较大。... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

天然气水合物分布图

3图 1-2 4 种常见的天然气水合物开采方法Fig. 1-2 Four Common methods of Gas Hydrate Exploitation化学抑制剂法是将氢键较强的甲醇、乙醇、乙二醇等注入存放水合物的储层中以此来使天然气水合物的相平衡发生改变，使天然气水合物偏离相平衡致使其分解，但是此方法不仅需要不断的注入化学试剂，并且生效缓慢，效率也低，有些化学试剂还会使环境污染以及生态破坏。二氧化碳置换法的原理是利用二氧化碳水合物的相平衡条件比甲烷水合物低这一

本文技术路线

【参考文献】：
期刊论文
[1]海底天然气水合物生长的数值模拟研究及进展[J]. 叶鸿,杨涛,朱国荣,蒋少涌.  海洋地质与第四纪地质. 2013(02)
[2]热力学抑制剂作用下甲烷水合物分解过程的分子动力学模拟[J]. 万丽华,颜克凤,李小森,樊栓狮.  物理化学学报. 2009(03)
[3]南海天然气水合物的成矿远景[J]. 张光学,黄永样,祝有海,吴必豪.  海洋地质与第四纪地质. 2002(01)
[4]二氧化碳水合物分解动力学研究[J]. 孙长宇,马昌峰,陈光进,郭天民.  石油大学学报(自然科学版). 2001(03)
[5]南海北部陆缘天然气水合物初探[J]. 姚伯初.  海洋地质与第四纪地质. 1998(04)



本文编号：2917425