启动压力对南海北部水合物藏开发动态的影响

作     者：余路 李贤 崔国栋 邢东辉 陆红锋 王烨嘉 

作者机构：广州海洋地质调查局天然气水合物勘察开发国家工程研究中心 中国地质大学(武汉)工程学院 广东省海洋发展规划研究中心 

出 版 物：《地学前缘》 (Earth Science Frontiers)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

基　　金：广东省海洋经济发展(海洋六大产业)专项资金项目(粤自然资合46号) 广东省基础与应用基础研究基金项目(2022A1515011902) 广州市科技计划项目(202206050002) 广州市基础研究计划与应用基础研究项目(202201011463) 

主　　题：天然气水合物 启动压力梯度 数值模拟 I型水合物藏 中国南海 

摘      要：南海北部神狐海域水合物资源丰富，具有工业性开发远景。勘查和试采结果均表明，该区域水合物系统多为I型水合物藏，水合物层下伏游离气层，泥质含量高，储层渗流存在启动压力梯度，极大地影响水合物系统生产动态。本文针对南海泥质粉砂储层中水合物开发实际渗流过程，建立考虑启动压力梯度的渗流数学模型，在TOUGH+HYDRATE模拟器基础上自主开发了启动压力梯度耦合求解功能，以神狐海域SHSC-4井站位水合物藏为目标，利用室内实验所得目标储层启动压力值，开展了垂直井及水平井降压开采数值模拟，探究了南海神狐海域泥质粉砂水合物藏启动压力梯度对产能及开采过程中储层压力、温度、各相饱和度分布演化规律的影响。结果表明，启动压力梯度的存在抑制储层中的压降扩散，远井处水合物无法分解。生产中出现“低产水量，高气水比现象，水平井开采后期几乎无水产出。启动压力的存在可避免水合物分解前缘出现二次水合物，消除二次水合物棱镜体对气相的圈闭。尽管抑制远井水合物分解，但10年模拟结果显示启动压力梯度的存在可以促进I型水合物藏的产能，尤其在直井开采下，产能可提高近40%，这是由于液相产出的减少及储层高压力梯度，增强了生产井前期对三相混合层和游离气层中气相抽汲能力。