天然气水合物资源开采方法研究(一)

从而达到促使水合物分解的目的。其一般是通过在一水合物层之下的游离气聚集层中"降低"天然气压力或形成一个天然气"囊"（由热激发或化学试剂作用人为形成），与天然气接触的水合物变得不稳定并且分解为天然气和水。其实，开采水合物层之下的游离气是降低储层压力的一种有效方法（如图3），另外通过调节天然气的提取速度可以达到控制储层压力的目的，进而达到控制水合物分解的效果。
　　
　　
　　
　　
　　
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　　图3降压法开采天然气水合物示意图
　　
　　
　　当储藏压力低于三相（LW-H-V）平衡值时，水合物会分解，要从周围环境中吸热，可观察到储藏物的温度降低。可得到热力梯度，热量以热传导的形式流入正在分解的水合物交界面上。水合物可以继续分解，直到在低温下所得的气体可以满足低温下的压力平衡。采用压力降低方法需要有一定的热力梯度，以便继续进行水合物的分解。
　　减压模型可看作热量和压力平衡中无限大多孔介质的一维过程。在水合物下表面，压力下降到平衡值之下，就开始分解过程。人们使用一个移动边界，来区分已分离的和未分离的区域，每个区域中可移动的相只有气相。对每个区域气体列出动量方程和移动边界处的质量平衡方程。该模型假设瞬时有足够的热量从周围流入水合物分解表面，因此各处的温度都是常数。在每个区域中，根据移动边界的位置和产出的气体的多少的对应关系，绘制压力图。
　　减压法开采过程中整个储层压力分布的数学模型如下[6]：
　　
　　（1）
　　
　　（2）
　　
　　（3）
　　
　　式中r是计算点到井轴线的距离，t是时间，
　　
　　
　　
　　是气体的粘度系数，是已分解区和未分解区的气体渗透率，是水的饱和度，β是水合物的饱和度，
　　
　　
　　
　　Φ是储层的孔隙率。
　　
　　
　　分解区的压力和温度为相平衡压力和温度，分别为和
　　
　　
　　
　　，它们之间的关系由

《天然气水合物资源开采方法研究(一)(第4页)》