石油学报 ›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (5): 612-619.DOI: 10.7623/syxb201505011

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天然气水合物二次生成及渗透率变化对降压开采的影响

阮徐可1, 李小森1, 杨明军2, 于锋3   

  1. 1. 中国科学院广州能源研究所天然气水合物开采及综合利用实验室 中国科学院广州天然气水合物研究中心 广东广州 510640;
    2. 大连理工大学海洋能源利用与节能教育部重点实验室 辽宁大连 116024;
    3. 吉林大学汽车工程学院热能工程系 吉林长春 130025
  • 收稿日期:2014-11-05 修回日期:2015-03-16 出版日期:2015-05-25 发布日期:2015-06-10
  • 通讯作者: 李小森,男,1967年6月生,1989年获内蒙古工业大学学士学位,2000年获清华大学博士学位,现为中国科学院广州能源研究所研究员、天然气水合物中心首席科学家,主要从事天然气水合物开采技术及综合利用、环境影响等研究工作。Email:lixs@ms.giec.ac.cn
  • 作者简介:阮徐可,男,1983年10月生,2006年获佳木斯大学学士学位,2012年获大连理工大学博士学位,现为中国科学院广州能源研究所助理研究员,主要从事天然气水合物开采数值模拟研究。Email:ruanxk@ms.giec.ac.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(No.51306188,No.51309115)、国家杰出青年科学基金项目(No.51225603)、中国地质调查局国家海洋地质专项(GHZ2012006003)和中国科学院广州能源所所长创新基金项目(y307r11001)资助。

Influences of gas hydrate reformation and permeability changes on depressurization recovery

Ruan Xuke1, Li Xiaosen1, Yang Mingjun2, Yu Feng3   

  1. 1. Laboratory for Exploitation and Comprehensive Utilization of Gas Hydrates, Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese Academy of Sciences; Guangzhou Center for Gas Hydrate Research, Chinese Academy of Sciences, Guangdong Guangzhou 510640;
    2. Key Laboratory of Ocean Energy Utilization and Energy Conservation of Ministry of Education, Dalian University of Technology, Liaoning Dalian 116024, China;
    3. Department of Thermal Engineering, College of Automotive Engineering, Jilin University, Jilin Changchun 130025, China
  • Received:2014-11-05 Revised:2015-03-16 Online:2015-05-25 Published:2015-06-10

摘要:

在 考虑天然气水合物二次生成及渗透率变化的基础上,建立了实验室尺度下的天然气水合物降压开采数学模型。利用该数学模型,对天然气水合物降压开采过程中的水合物二次生成进行了模拟,并分析评价了水合物二次生成及渗透率变化对水合物分解产气的影响。模拟结果表明:水合物二次生成主要局限于降压产气出口附近,二次水合物现象会引起局部水合物饱和度及温度、压力等发生明显变化;同时,水合物二次生成会导致产气速率大幅降低、产气持续时间延长和系统压力急剧增加,但累积产气量不受其影响。研究发现,不同于纯降压产气过程,在水合物二次生成的情形下,产气受出口压力的影响较大,而初始温度对产气的影 响较小。

关键词: 天然气水合物, 降压, 水合物二次生成, 渗透率, 数值模拟

Abstract:

In the consideration of natural gas hydrate reformation and its permeability changes, a mathematic model was built for the laboratory-scale depressurization recovery of natural gas hydrate, so as to simulate gas hydrate reformation in the depressurization recovery process of natural gas hydrate and analytically evaluate the influences of gas hydrate reformation and its permeability changes on hydrate decomposition for gas recovery. The simulation results indicate that hydrate reformation mainly occurred in the vicinity of depressurization recovery outlet, leading to significant changes in local hydrate saturation, pressure and temperature. Meanwhile, hydrate reformation will result in a great reduction of gas recovery rate, the prolongation of gas recovery duration and abrupt increase of system pressure, but the cumulative gas output will not be affected. Research results indicate that it is different from pure depressurization recovery that under the case of hydrate reformation, gas recovery rate is greatly affected by outlet pressure, while initial temperature has less impact on gas recovery.

Key words: natural gas hydrate, depressurization, hydrate reformation, permeability, numerical simulation

中图分类号: