水合物储层伺服降压开采模型试验研究

作     者：王心博 王路君 朱斌 王鹏 袁思敏 陈云敏 WANG Xin-bo;WANG Lu-jun;ZHU Bin;WANG Peng;YUAN Si-min;CHEN Yun-min

作者机构：浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室浙江杭州310058 浙江大学岩土工程研究所浙江杭州310058 浙江大学超重力研究中心浙江杭州310058 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2022年第43卷第9期

页      面：2360-2370页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 0817[工学-化学工程与技术] 081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(No.51988101,No.52078458) 浙江省自然科学基金项目(No.LCD19E090001) 

主　　题：水合物 降压开采 土体变形 模型试验 产气速率 

摘      要：深海水合物赋存于一定的温度和压力环境下,降压开采时降压速率对分解产气速率和储层变形特性影响显著。利用浙江大学自主研发的水合物降压开采试验装置,通过伺服控制降压速率,初步开展了水合物储层模型降压开采试验,研究了储层温度场、孔压场、产气量等的响应特性,探讨了降压速率对产气效率和储层变形特性的影响规律。试验表明:水合物竖井降压开采时,开采井周围储层温度率先下降,分解域由井周逐步向周围发展。适当提高降压速率能够提高储层开采效率,但降压速率过快时易导致水合物重生成,反而不利于水合物高效持续稳定开采,开采时应选择合理的降压速率以达到最优产气效率。开采过程中根据储层孔隙与外界连通程度,储层孔隙状态可分为完全封闭型、局部封闭型和开放型3种类型。储层开采试验完成后,浅层土体出现3种不同变形特征的区域:I区为井周土层,呈漏斗型下陷;II区土层平坦,无明显扰动痕迹;III区为边界土层,该处水气产出受阻导致部分气体向上迁移引起土丘状隆起带出现。这些变形特征与气体在储层中的迁移路径和运移模式相关。通过相似性分析,给出了模型与原型分解时间和产气量等的对应关系。