一、天然气水合物开采模拟研究进展（论文文献综述）
欧芬兰,于彦江,寇贝贝,陈靓[1]（2022）在《水合物藏的类型、特点及开发方法探讨》文中认为天然气水合物作为潜能巨大、资源量丰富、燃烧值高的未来新能源,但由于其特殊的物理力学性质和赋存状态,经济开采技术仍面临诸多难题。本文以全球勘探发现存在天然气水合物的地区为基础,介绍了全球主要水合物的海陆资源分布及开采难易程度;以主要影响天然气水合物开采方式选择因素为基础,分析了天然气水合物在地层中的赋存类型、成藏模式和储层分类方法;以全球已开展的天然气水合物试采项目为基础,对比分析了现有多种天然气水合物开采方法的优缺点和适用条件;在现有开采方法条件下,为不同赋存状态、成藏模式和储层分类的天然气水合物选择出适合的开采方法,为建立完整的天然气水合物开采技术体系和未来实现商业化开采提供参考。
王自豪,万义钊,刘乐乐,卜庆涛,王壮壮,毛佩筱,胡高伟[2]（2022）在《含水合物沉积物相对渗透率研究进展》文中提出气-水相对渗透率是天然气水合物现场试采的关键参数。如何测量和评估储层相对渗透率是提高产气效率、实现天然气水合物产业化需要解决的基础问题。从含水合物沉积物相对渗透率的实验测试、数值模拟和模型建立3个方面,总结了含水合物沉积物相对渗透率的研究进展,研究发现,现有含水合物沉积物实验测试大多采用非稳态法,相对渗透率曲线图显示:在同一含水饱和度下,水合物饱和度越大,水的相对渗透率越小,气的相对渗透率变化规律较为复杂;水合物饱和度的变化改变了沉积物的孔隙空间结构,进而影响气-水相对渗透率。数值模拟大多利用孔隙网络模型或持水曲线进行相对渗透率计算,探索水合物生长习性、孔隙赋存特征,并揭示颗粒尺寸、水合物饱和度、润湿性、表面张力等不同因素对气-水相对渗透率的影响差异。梳理多种相对渗透率模型,发现新近提出的考虑毛细作用和孔径分布的含水合物介质相对渗透率模型在模拟含水合物沉积物中的多相流以及解释水合物饱和度的变化方面具有优势。建议下一步克服该模型计算成本较高的缺陷,实现含水合物沉积物多相流物理精确建模。
关富佳,林怡菲,陈花,梁树荣[3]（2022）在《不同饱和度的天然气水合物注热开采动态实验研究》文中认为天然气水合物（NGH）的饱和度与水合物藏绝对渗透率（流动性）、产气能力及毛管压力存在极大的相关性,从而影响水合物分解的进程、含水合物层的温度、压力分布及产气规律。本文基于我国实际天然气水合物藏的饱和度分布情况,为减少由于水合物渗透率过小而造成的流体流动性差所产生的影响,通过室内水合物生成动力学装置,采用间歇注气方法合成20%～30%、30%～40%、40%～50%3组不同饱和度的水合物样品,并展开了注入流速为6 mL/min,注入温度为60℃的一维填砂管注热开采实验。实验结果表明,分解前缘、热前缘和注入热水前缘是3个不重叠的概念,由于热传导与对流换热的影响,以入口端为起点由前往后依次是热前缘位置、分解前缘位置、注入热水前缘位置;饱和度越大,热量损耗越大,注入热水温度较初始温度下降幅度越大,此时注入流速越接近分解前缘平均移动速率;累积产气量与完全分解所需时间随着饱和度的增加而增大,平均产气速率受两者的影响,先增大后减小,且随着饱和度的增大水合物藏渗透率减小,热量损耗变大,进而影响产气速率。
万庭辉,王静丽,沙志彬,贺会策,李占钊,于彦江,梁前勇,黄宁[4]（2021）在《天然气水合物数值模拟中基于mVIEW的多分支井建模》文中指出天然气水合物分布广、埋藏浅、清洁无污染、储量巨大,是极具发展潜力的清洁能源。为实现天然气水合物商业化开采,急需探索基于多分支井的高效开采技术。在使用TOUGH+HYDRATE模拟器开展数值模拟中,复杂结构井建模是研究工作的难点。为此提出了基于mVIEW的复杂结构井快速建模方法,以多分支井为例简要介绍了建模流程;此外,结合TOUGH+HYDRATE模拟器,以中国地质调查局2017年在南海北部陆坡深水区白云凹陷神狐海域SHSC-4试采井测井曲线数据为基础,建立理想水合物藏分层地质模型,开展单一水平井和多分支井在水合物Ⅱ层中部的降压开采数值模拟。模拟结果表明:该建模方法提高了模拟器在复杂建模方面的能力,对天然气水合物高效开采数值模拟具有较好效果和参考意义;相较于单一水平井降压开采,多分支井开采技术能最大限度地增加天然气水合物藏的裸露面积和深度,有效提高水合物藏储量动用程度,是值得探索的高效开采技术方法。
李振华,孙浩玉,许萍[5]（2021）在《基于单一法开采天然气水合物的数值模拟研究》文中研究说明天然气水合物是由天然气与水在高压低温条件下形成的冰状固体,俗称可燃冰,广泛分布于冻土带地表以下和大陆边缘海底之下的沉积物中,全球储量巨大,是全球常规燃料总碳量的两倍。因此,天然气水合物被视为十分重要的未来潜在资源。数值模拟是了解天然气水合物开采储层出砂的有效方法,目前中外天然气水合物开采出砂数值模拟研究大多是建立温度—水力—应力—化学耦合出砂模拟型,使用TOUGH+HYDRATE水合物模拟器、流体软件以及工程模拟软件等,对天然气水合物储层出砂机制和规律进行研究。本文则使用CMG油藏模拟器对单一法开采天然气水合物生产场景进行了分析,使用该模拟器STARS模块模拟了多组分、多相流体和热流在地下的流动和传输。利用数值模拟方法,分析了CH4饱和度和温度分布,估算了水合物解离产气量和出砂量。研究结果为天然气水合物开采的可行性和经济评价提供了理论和技术依据。
李新宏,王靖雯,朱玉娇,韩子月,陈国明[6]（2021）在《海洋水合物开采分解气体泄漏运移后果评估》文中研究指明为厘清海洋天然气水合物分解气体泄漏运移机制,构建基于计算流体动力学法的海洋环境中水合物分解气体运移行为预测模型,考虑海流流速、环境压力和温度随水深的梯度变化,以及分解气体在海洋环境中的密度和尺寸变化,采用拉格朗日离散相模型模拟水合物分解天然气在海洋环境中的运动特征,追踪其运移轨迹,评估抵达海面的时间、扩散距离及海面影响范围等关键风险参数。研究结果表明:当前工程实践开采量的水合物分解气体泄漏运移至海面不会造成海面火灾和船舶失稳风险;上浮时间、扩散距离和表层海水密度与气体分解量呈反比,海面影响区域尺寸随气体分解量先增大而后降低。
曾松,毛良杰,李隽[7]（2021）在《深水天然气水合物开采立管力学特性数值模拟研究》文中认为深水天然气水合物作为新兴的非传统能源,拥有巨大的储量和开发潜力。天然气水合物开采立管是水合物从海底运输到水面平台的关键设备,外部海洋环境载荷及内部水合物分解多相流共同作用将会造成天然气水合物开采立管产生复杂的变形,甚至威胁其安全。为了研究深水天然气水合物开采过程中生产立管力学响应特性,建立了考虑内部天然气水合物多相流相变和外部海洋环境载荷的水合物开采立管力学分析模型。该模型通过有限元方法进行离散,并采用Newmarkβ法进行求解。以天然气水合物固态流化开采工艺为例,分析了井筒内天然气水合物分解规律及立管位移、应力响应特性。研究成果表明:水合物在立管中部开始分解产生气体,造成管内压力降低。两端固定连接且没有浮力块配置的水合物生产立管,应力由顶部向底部降低,最大应力始终出现在顶端连接部位。随着水合物含量增加以及生产排量降低,立管位移降低,中下部应力明显增加。水合物开采立管位移和应力随着风速和海流流速增加而增加,随着海流流速增加允许水合物立管安全生产作业的窗口逐渐减小。研究成果可以为深水天然气水合物立管的安全生产及操作提供指导。
刘昌岭,孙运宝[8]（2021）在《海洋天然气水合物储层特性及其资源量评价方法》文中研究指明天然气水合物资源开发的前提条件是准确评价其资源量,而正确理解天然气水合物储层特性是准确评价其资源量的基础。天然气水合物的含量及其赋存形态是影响储层特性的主要因素,赋存形态主要受海洋沉积物的储集的性质与大小控制。储层特征参数直接影响海洋天然气水合物资源评价的准确性。现有天然气水合物资源量评价方法的原理、评价参数及适用性各不相同,且均未考虑水合物的赋存类型。本文在前期工作的基础上,针对天然气水合物有利区块和矿体评价,分别提出了海洋天然气水合物"资源详评"与"资源精评"的新方法。基于小面元的资源详评方法,适用于钻井稀少、地球物理测网较为密集的有利区块孔隙填充型水合物控制地质储量评价;基于"水合物地层丰度"概念的资源精评方法,适用于井网密集的井场小范围矿体探明地质储量精准评价,可有效提高对块状、脉状和结核状等裂隙型填充型水合物资源评价的准确度。
赵亚鹏,孔亮,刘乐乐,袁庆盟,刘佳棋[9]（2021）在《基于两步折减法的含天然气水合物沉积物海底斜坡稳定性分析》文中指出对于天然气水合物（以下简称水合物）分解影响下的海底斜坡稳定性问题,过去较多采用强度折减法进行研究,但多数学者由于未考虑初始地应力平衡等问题,因而存在着诸多不足。为此,基于强度折减法,提出了将初始地应力平衡、水合物分解、强度折减统一进行考虑的"两步折减法":首先对海底斜坡中水合物分解的影响效果进行分析,剖析其影响实质,进而构建多因素、多水平正交模拟试验,探究不同因素对海底斜坡稳定性的影响规律;进而基于正交试验结果,分析不同因素水平下安全系数的边际均值和变化规律。研究结果表明:（1）水合物分解是一个应力释放、位移增加的动态过程,其影响实质是将沿斜坡分布的"应力非均匀性"转换为"位移非均匀性";（2）多因素下海底斜坡稳定性主控因素为斜坡倾角与海水深度,而分解程度、水合物层厚度、水合物层埋深的影响则相对较小;（3）水合物层埋深对安全系数的影响受到临界埋深的限制;（4）安全系数与斜坡倾角正切值的倒数（1/tanβ）呈线性关系;（5）当海底斜坡稳定性较差或水合物开采可能引起海底滑坡时,可考虑"直井+水平井"的联合开采方式,在水合物储层下部区域设置水平井,并将直井设置在远离斜坡的区域。
梁吉凯,郝永卯,杨帆,杨石伟[10]（2021）在《南海神狐天然气水合物藏水平井产能及泥砂堵塞评价》文中指出我国南海神狐海域采用水平井试采泥质粉砂型天然气水合物藏圆满成功,但试采过程中储层泥砂运移堵塞仍是阻碍长期开采的重要因素之一。本文基于南海天然气水合物藏地质参数,建立三相四组分泥砂堵塞模型,并拟合试采现场累产气曲线验证了模型的可靠性,采用数值模拟的方法研究水平井射孔参数对天然气水合物藏产气、水和砂影响情况,并根据不同时刻的天然气水合物藏的物性场图分析了造成该生产规律的原因。分析结果表明,在开采的前期增大水平井射孔参数对水合物藏累产气量有着较大影响,开采中后期因泥砂沉降严重堵塞近井带孔隙导致水合物藏产气速率维持低值、累产气量趋于稳定,为达长期开采目的需进一步加强水合物储层改造等方面研究。本文对泥质粉砂型水合物藏水平井开采出砂模拟提供了模拟方法,为未来南海水合物藏储层改造研究提供了前提和参考。
二、天然气水合物开采模拟研究进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、天然气水合物开采模拟研究进展（论文提纲范文）
（1）水合物藏的类型、特点及开发方法探讨（论文提纲范文）
| 1 全球水合物的海陆资源分布 |
| 2 水合物赋存类型、成藏模式及储层分类 |
| 2.1 水合物赋存类型 |
| 2.1.1 水合物产出状态分类 |
| 2.1.2 水合物充填方式分类 |
| 2.2 水合物的成藏模式 |
| 2.3 水合物的储层分类 |
| 3 水合物的开采方法 |
| 3.1 原位分解采气开采技术框架开采方法 |
| 3.1.1 降压法 |
| 3.1.2 热激法 |
| 3.1.3 化学抑制剂注入法 |
| 3.1.4 置换法 |
| 3.2 原位破碎抽取开采技术框架的开采方法 |
| 3.2.1 固态流化法 |
| 3.2.2 机械-热联合开采法 |
| 3.3 不同开采方法适用范围 |
| 4 不同类型水合物藏适用的开采方法 |
| 5 结论和展望 |
（2）含水合物沉积物相对渗透率研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 基本渗流理论 |
| 2 含水合物沉积物相对渗透率的实验测试进展 |
| 2.1 稳态法和非稳态法 |
| 2.2 基于持水曲线的测试方法 |
| 3 含水合物沉积物相对渗透率数值模拟 |
| 3.1 水合物的分布模式对相对渗透率的影响 |
| 3.2 水合物非均匀性对相对渗透率的影响 |
| 3.3 水合物饱和度对相对渗透率的影响 |
| 3.4 颗粒粒度对相对渗透率的影响 |
| 3.5 润湿性对相对渗透率的影响 |
| 3.6 表面张力对相对渗透率的影响 |
| 4 含水合物沉积物相对渗透率模型 |
| 5 结论与展望 |
（3）不同饱和度的天然气水合物注热开采动态实验研究（论文提纲范文）
| 引 言 |
| 1 实验部分 |
| 1.1 实验仪器 |
| 1.2 实验步骤 |
| 1.3 不同饱和度样品 |
| 2 开采动态规律分析 |
| 2.1 温度场分布 |
| 2.2 分解前缘移动规律 |
| 2.3 产气规律分析 |
| 3 结 论 |
（4）天然气水合物数值模拟中基于mVIEW的多分支井建模（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 多分支井技术 |
| 2 基于m VIEW的多分支井建模 |
| 3 数值模型 |
| 3.1 模型网格和离散 |
| 3.2 初始和边界条件 |
| 3.3 生产井设计、降压情况和开采方式 |
| 4 模拟结果与讨论 |
| 4.1 产气产水情况 |
| 4.2 水合物储层温压等参数分布特征 |
| 5 结论 |
（5）基于单一法开采天然气水合物的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 1 前言 |
| 2 数值模拟 |
| 2.1 模型的构建 |
| 2.2 数值模型 |
| 2.3 模型参数 |
| 2.4 模型设置 |
| 3 结果与讨论 |
| 3.1 降压法模拟结果 |
| 3.2 置换法模拟结果 |
| 3.3 注热法模拟结果 |
| 3.4 产气出砂模拟 |
| 4 结论 |
（6）海洋水合物开采分解气体泄漏运移后果评估（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 海洋水合物开采技术 |
| 2 海洋水合物分解气体泄漏模拟方法 |
| 3 海洋水合物分解气体运移后果评估 |
| 4 分解量对气体运移后果的影响 |
| 5 结论 |
（9）基于两步折减法的含天然气水合物沉积物海底斜坡稳定性分析（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 两步折减法 |
| 1.1 强度折减法 |
| 1.2 两步折减法 |
| 1.3 边坡失稳判据 |
| 2 工程案例及模型建立 |
| 2.1 工程案例及适用性分析 |
| 2.2 模型建立 |
| 3 水合物分解影响 |
| 3.1 横向分析 |
| 3.2 纵向分析 |
| 3.3 影响实质 |
| 4 海底斜坡稳定性影响因素的正交试验 |
| 4.1 极差分析 |
| 4.2 方差分析 |
| 4.3 边际均值、变化规律 |
| 5 结论 |
四、天然气水合物开采模拟研究进展（论文参考文献）
- [1]水合物藏的类型、特点及开发方法探讨[J]. 欧芬兰,于彦江,寇贝贝,陈靓. 海洋地质与第四纪地质, 2022
- [2]含水合物沉积物相对渗透率研究进展[J]. 王自豪,万义钊,刘乐乐,卜庆涛,王壮壮,毛佩筱,胡高伟. 海洋地质前沿, 2022
- [3]不同饱和度的天然气水合物注热开采动态实验研究[J]. 关富佳,林怡菲,陈花,梁树荣. 西安石油大学学报(自然科学版), 2022(01)
- [4]天然气水合物数值模拟中基于mVIEW的多分支井建模[J]. 万庭辉,王静丽,沙志彬,贺会策,李占钊,于彦江,梁前勇,黄宁. 海洋地质前沿, 2021
- [5]基于单一法开采天然气水合物的数值模拟研究[J]. 李振华,孙浩玉,许萍. 中外能源, 2021(11)
- [6]海洋水合物开采分解气体泄漏运移后果评估[J]. 李新宏,王靖雯,朱玉娇,韩子月,陈国明. 中国安全科学学报, 2021(11)
- [7]深水天然气水合物开采立管力学特性数值模拟研究[A]. 曾松,毛良杰,李隽. 第十六届全国水动力学学术会议暨第三十二届全国水动力学研讨会论文集（下册）, 2021
- [8]海洋天然气水合物储层特性及其资源量评价方法[J]. 刘昌岭,孙运宝. 海洋地质与第四纪地质, 2021(05)
- [9]基于两步折减法的含天然气水合物沉积物海底斜坡稳定性分析[J]. 赵亚鹏,孔亮,刘乐乐,袁庆盟,刘佳棋. 天然气工业, 2021(10)
- [10]南海神狐天然气水合物藏水平井产能及泥砂堵塞评价[A]. 梁吉凯,郝永卯,杨帆,杨石伟. 2021油气田勘探与开发国际会议论文集(上册), 2021