荷载作用下水合物沉积物渗流特性研究

发布时间：2021-10-09 23:48

　　天然气水合物作为极具开采前景的潜在能源之一,广泛存在于地球的冻土区和海洋沉积层中,储量非常可观。水合物储层属于多孔介质,具备一定的渗透性,其渗流特性会对天然气水合物开采中的气水流动状况产生不容忽视的影响,决定了水合物开采稳定性和经济性。因此,国内外进行了一系列关于水合物沉积物孔隙渗流特性研究。在水合物开采中,降压法更适用于温度适宜并且渗透性良好的储层,其最为显著的特点是无需连续激发,是目前海洋水合物试采成功的有效方法。然而,目前有关降压开采过程土体体积变化对水合物沉积物孔隙渗流影响的研究较少。因此,本文重点研究了不同荷载作用下水合物沉积物的孔隙渗流变化问题。首先进行了水合物沉积物渗流实验结果研究分析。发现由于孔隙体的压实,水合物沉积物试样在高有效轴向应力下的气相渗透率小于低有效轴向应力下的气相渗透率。其次,运用COMSOL软件进行建模,系统研究了水合物沉积物渗流-变形全耦合控制方程,并将之与其它已经发表的算例进行对比验证。针对沉积层中水合物的分解过程,建立了能质运移模型,并分析了不同工况下特定位置各物理量的耦合规律。通过与Masuda的实验结果以及Uchida论文中的算例进行对比和验算... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 天然气水合物概述
        1.2.1 天然气水合物介绍
        1.2.2 天然气水合物开采开发进展
    1.3 水合物沉积物孔隙渗流影响研究及进展
    1.4 本文主要研究内容
2 不同荷载作用下的渗流特性研究
    2.1 渗透率原理及计算模型
        2.1.1 达西定律
        2.1.2 气体相对渗透率
    2.2 实验简述
        2.2.1 实验仪器
        2.2.2 有效应力的计算
        2.2.3 水合物饱和度计算
        2.2.4 实验方法与数据分析
    2.3 本章小结
3 水合物沉积物渗流-变形全耦合控制方程
    3.1 水合物的分解
    3.2 水合物沉积物中的流体运移
    3.3 水合物沉积物中的能量迁移
    3.4 本章小结
4 模型验证与应用
    4.1 模型验证
    4.2 模型应用
    4.3 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3427224