成岩天然气水合物分解流-固耦合数值模拟研究
发布时间：2021-04-06 07:04
随着经济的快速发展,人们对能源的依赖日益增长,石油、天然气等常规能源已难以满足经济快速发展的需求。天然气水合物作为一种新的能源,以其埋藏浅、储量丰富、高效燃烧、污染小等特点,可作为传统能源的有力补充,开始受到国内外油气勘探开发工作者的普遍关注。然而,天然气水合物是一种亚稳态物质,开采过程中温度与压力的变化极易造成水合物的不可控分解,导致储层结构变化,引发钻井事故（如井壁失稳）、地质灾害等问题,因此加强天然气水合物储层稳定性研究具有重要的现实意义。本文以高寒冻土区成岩天然气水合物为研究背景,首先对天然气水合物的赋存特点及测井响应特征进行了探讨,包括成藏模式、赋存模式、测井响应特征、储层物性参数特征等,并基于常规测井方法计算储层力学参数的原理,采用VB语言编制了考虑不同赋存模式的成岩天然气水合物储层力学参数计算程序;其次,通过分析成岩天然气水合物的分解过程,结合多孔介质耦合理论,并充分考虑孔隙压力变化及温度变化对储层变形的影响,建立了孔隙度和渗透率动态参数模型以及成岩天然气水合物分解流-固耦合数学模型;再次,采用COMSOLMultiphysics数值模拟软件对已建立的成岩天然气水合物分解...
【文章来源】：西南石油大学四川省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２成岩天然气水合物样品及燃烧现象｜６）??我国是世界第三冻土大国，冻土地区成岩天然气水合物蕴藏丰富，资源潜力巨大
究的热潮［ＫＭ１］。其中美国、加拿大、日本等国家相继开展了一系列有关天然气水合物资??源遗调查、环境安全和开采技术储备等研究工作，目前已在全球范围内共发现天然气水??合物产地１３２处，其中阽地水久冻土带有３８处［｜２］（如图１－３所示）。??〇Ｖ〇?？?Ｌｉｆｔ取?Ｘ?然＼水?物?｜ｎ??图１－３海洋和陆地天然气水合物分布位置１１２１??对于水合物的研究，美国投入了巨大的资金和人力，涉及多学科领域。１９６９年，美??国开始天然气水合物的调杏，１９７１年把天然气水合物作为国家重要发展战略能源列入国??家级长远计划。２００２年７月及之后两个月，０ＤＰ第２０４航次中美国在俄勒冈岸外钻获??水介物。２００７屮，０；？丨Ｋ丨地质调查Ｗ、炎国能源部及英国石汕Ｈ拉斯加勘探公司在阿拉斯??加北坡完成了?Ｍｏｕｎｔ?Ｅｌｂｅｒｔ井的钻井工作，并通过钻井取心与测井的方式获得了大量冻??土区成岩天然气水合物的原位信息［１３］。２０１２年在陆上阿拉斯加北坡冻土区成功完成了??二氧化碳置换甲烷水合物生产试验，采气３０天获甲烷气体近３万立方米［１４—１８］。??丨丨本在天然气水合物的勘探开发和实验研究中达到了较先进的水平。从１９９２年日??本幵始关注水合物，并制定了相应的发展计划。１９９７年与１９９９年相继在阿拉斯加及日??木Ｉ射海海梢钻获水合物样品。２００２年与加拿大合作在Ｍａｌｌｉｋ成功进行了水合物的试验??ｔ土开发。２０１３年在爱知县附近深海
图１－４技术路线图??１．４创新点??（１）针对成岩天然气水合物两种不同的赋存模式，基于常规测井方法计算储层力??学参数的原理，编制了相应的储层力学参数计算程序。??（２）针对多孔介质储层孔隙度及渗透率会随温度及孔隙压力变化发生动态变化的??特点建立了相应的储层参数动态变化模型，并以此为基础建立了成岩天然气水合物流－??固耦合数学模型。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]青藏高原冻土区天然气水合物地层的岩石物理分析[J]. 刘杰,刘江平,程飞,王京,邓小虎,刘肖肖,金聪. 地球物理学进展. 2017(03)
[2]天然气水合物降压开采储层稳定性模型分析[J]. 程家望,苏正,吴能友. 新能源进展. 2016(01)
[3]天然气水合物资源勘探与试采技术研究现状与发展战略[J]. 付强,周守为,李清平. 中国工程科学. 2015(09)
[4]天然气水合物开采技术进展[J]. 吴西顺,张百忍,张炜,王燕东,孙张涛,邵明娟. 新能源进展. 2015(03)
[5]日本天然气水合物研发进展及对中国的启示[J]. 张炜,范久达,吴西顺. 国土资源情报. 2014(11)
[6]天然气水合物分解区演化数值分析[J]. 刘乐乐,鲁晓兵,张旭辉. 石油学报. 2014(05)
[7]羌塘盆地天然气水合物钻探试验井工程井壁稳定性分析[J]. 吴纪修,张永勤,梁健,李宽,李鑫淼,王汉宝. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2014(06)
[8]水合物开采引起的地层稳定性三场耦合分析[J]. 赵振伟,毕贤顺,付朝江. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2014(04)
[9]天然气水合物勘探开发技术发展综述[J]. 李丽松,苗琦. 天然气与石油. 2014(01)
[10]天然气水合物分解引起多孔介质变形流固耦合研究[J]. 刘乐乐,鲁晓兵,张旭辉. 天然气地球科学. 2013(05)
博士论文
[1]祁连山冻土区天然气水合物试采数值模拟及置换开采实验研究[D]. 李冰.吉林大学 2016
[2]多孔介质中甲烷水合物降压分解实验与数值模拟[D]. 梁海峰.大连理工大学 2009
[3]天然气水合物藏降压开采实验与数值模拟研究[D]. 张新军.中国石油大学 2008
[4]天然气水合物地层井壁稳定性研究[D]. 宁伏龙.中国地质大学 2005
[5]低渗透储层流固耦合渗流理论及应用研究[D]. 周志军.大庆石油学院 2003
硕士论文
[1]祁连山冻土区水合物藏降压开采的数值模拟[D]. 于涛.大连理工大学 2012
[2]祁连山冻土区天然气水合物测井响应特征及评价[D]. 郭星旺.中国地质科学院 2011
[3]天然气水合物储层剪切强度及井壁稳定性研究[D]. 马庆涛.中国石油大学 2011
[4]天然气水合物测井解释方法初步研究[D]. 周越.吉林大学 2010
[5]天然气水合物开采模拟实验方法研究[D]. 梁学进.中国石油大学 2008
[6]天然气水合物降压开采数值模拟研究[D]. 李红海.大连理工大学 2007
本文编号：3121007
【文章来源】：西南石油大学四川省
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２成岩天然气水合物样品及燃烧现象｜６）??我国是世界第三冻土大国，冻土地区成岩天然气水合物蕴藏丰富，资源潜力巨大
究的热潮［ＫＭ１］。其中美国、加拿大、日本等国家相继开展了一系列有关天然气水合物资??源遗调查、环境安全和开采技术储备等研究工作，目前已在全球范围内共发现天然气水??合物产地１３２处，其中阽地水久冻土带有３８处［｜２］（如图１－３所示）。??〇Ｖ〇?？?Ｌｉｆｔ取?Ｘ?然＼水?物?｜ｎ??图１－３海洋和陆地天然气水合物分布位置１１２１??对于水合物的研究，美国投入了巨大的资金和人力，涉及多学科领域。１９６９年，美??国开始天然气水合物的调杏，１９７１年把天然气水合物作为国家重要发展战略能源列入国??家级长远计划。２００２年７月及之后两个月，０ＤＰ第２０４航次中美国在俄勒冈岸外钻获??水介物。２００７屮，０；？丨Ｋ丨地质调查Ｗ、炎国能源部及英国石汕Ｈ拉斯加勘探公司在阿拉斯??加北坡完成了?Ｍｏｕｎｔ?Ｅｌｂｅｒｔ井的钻井工作，并通过钻井取心与测井的方式获得了大量冻??土区成岩天然气水合物的原位信息［１３］。２０１２年在陆上阿拉斯加北坡冻土区成功完成了??二氧化碳置换甲烷水合物生产试验，采气３０天获甲烷气体近３万立方米［１４—１８］。??丨丨本在天然气水合物的勘探开发和实验研究中达到了较先进的水平。从１９９２年日??本幵始关注水合物，并制定了相应的发展计划。１９９７年与１９９９年相继在阿拉斯加及日??木Ｉ射海海梢钻获水合物样品。２００２年与加拿大合作在Ｍａｌｌｉｋ成功进行了水合物的试验??ｔ土开发。２０１３年在爱知县附近深海
图１－４技术路线图??１．４创新点??（１）针对成岩天然气水合物两种不同的赋存模式，基于常规测井方法计算储层力??学参数的原理，编制了相应的储层力学参数计算程序。??（２）针对多孔介质储层孔隙度及渗透率会随温度及孔隙压力变化发生动态变化的??特点建立了相应的储层参数动态变化模型，并以此为基础建立了成岩天然气水合物流－??固耦合数学模型。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]青藏高原冻土区天然气水合物地层的岩石物理分析[J]. 刘杰,刘江平,程飞,王京,邓小虎,刘肖肖,金聪. 地球物理学进展. 2017(03)
[2]天然气水合物降压开采储层稳定性模型分析[J]. 程家望,苏正,吴能友. 新能源进展. 2016(01)
[3]天然气水合物资源勘探与试采技术研究现状与发展战略[J]. 付强,周守为,李清平. 中国工程科学. 2015(09)
[4]天然气水合物开采技术进展[J]. 吴西顺,张百忍,张炜,王燕东,孙张涛,邵明娟. 新能源进展. 2015(03)
[5]日本天然气水合物研发进展及对中国的启示[J]. 张炜,范久达,吴西顺. 国土资源情报. 2014(11)
[6]天然气水合物分解区演化数值分析[J]. 刘乐乐,鲁晓兵,张旭辉. 石油学报. 2014(05)
[7]羌塘盆地天然气水合物钻探试验井工程井壁稳定性分析[J]. 吴纪修,张永勤,梁健,李宽,李鑫淼,王汉宝. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2014(06)
[8]水合物开采引起的地层稳定性三场耦合分析[J]. 赵振伟,毕贤顺,付朝江. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2014(04)
[9]天然气水合物勘探开发技术发展综述[J]. 李丽松,苗琦. 天然气与石油. 2014(01)
[10]天然气水合物分解引起多孔介质变形流固耦合研究[J]. 刘乐乐,鲁晓兵,张旭辉. 天然气地球科学. 2013(05)
博士论文
[1]祁连山冻土区天然气水合物试采数值模拟及置换开采实验研究[D]. 李冰.吉林大学 2016
[2]多孔介质中甲烷水合物降压分解实验与数值模拟[D]. 梁海峰.大连理工大学 2009
[3]天然气水合物藏降压开采实验与数值模拟研究[D]. 张新军.中国石油大学 2008
[4]天然气水合物地层井壁稳定性研究[D]. 宁伏龙.中国地质大学 2005
[5]低渗透储层流固耦合渗流理论及应用研究[D]. 周志军.大庆石油学院 2003
硕士论文
[1]祁连山冻土区水合物藏降压开采的数值模拟[D]. 于涛.大连理工大学 2012
[2]祁连山冻土区天然气水合物测井响应特征及评价[D]. 郭星旺.中国地质科学院 2011
[3]天然气水合物储层剪切强度及井壁稳定性研究[D]. 马庆涛.中国石油大学 2011
[4]天然气水合物测井解释方法初步研究[D]. 周越.吉林大学 2010
[5]天然气水合物开采模拟实验方法研究[D]. 梁学进.中国石油大学 2008
[6]天然气水合物降压开采数值模拟研究[D]. 李红海.大连理工大学 2007
本文编号：3121007
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/3121007.html
