南海北部水合物开采出砂分析

• 作 者: 王伟
• 出 处: 中国石油大学(华东)
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 南海 天然气水合物 流固耦合 有限元分析 出砂

天然气水合物作为21世纪的清洁能源,具有分布范围广、资源量大、能源密度高等特点。基于当前国际能源形势,天然气水合物的开采越来越受到各国的重视。在水合物开采的过程中,由于水合物的分解,地层呈现低强度、弱胶结、高孔隙度的特点,极易造成地层破坏而出砂,进而对生产造成巨大影响。因此,对天然气水合物地层进行出砂风险分析意义重大。本文在总结分析我国南海北部水合物成藏地质状况的基础上,面向水合物的开采过程,借鉴常规疏松砂岩油气藏开采出砂研究方法,并以其地层出砂力学机理为指导,结合水合物地层的特点,建立水合物地层开采及流固耦合出砂模型,通过开采模拟软件及对有限元软件的二次开发,实现对水合物地层开采过程中的出砂影响因素进行分析。研究结果表明,水合物的分解作用对地层出砂作用明显;随着生产压差的增大,水合物分解范围增大,同时水合物地层的出砂范围和出砂的严重程度都将增大,且最大塑形应变随生产压差增大的增幅也随着生产压差的增大而增大;井筒温度越高,水合物地层出砂越严重,但温度对于出砂的影响相对压力的影响较小;地层绝对渗透率对地层出砂有一定影响,地层绝对渗透率越大,水合物地层出砂越严重;在相同的生产压差下,地层处于均匀水平地应力状态时,地层出砂程度最小,水平地应力非均匀程度越大,地层出砂范围和严重程度越大,且增幅较大;水合物地层出砂严重程度与初始水合物饱和度之间并不存在明确的关系。