天然气水合物藏开采数值模拟研究A Numerical Simulation Study on Natural Gas Hydrate Reservoir Exploitation
庞维新,李清平,孙福街,李刚,李小森
摘要(Abstract):
TOUGH2是美国劳伦斯伯克利国家实验室开发的一套渗流模拟软件,其研究内容与水合物藏的开采在气液渗流、质量和热量的传递等方面有很多的共同之处,但水合物的开采又涉及到固态水合物分解产生气体和液态水或固体冰的,与TOUGH2现有内容有一定区别。为了将TOUGH2软件应用于天然气水合物藏开采模拟,在对TOUGH2的功能进行充分解读后,进行了以下三个主要修改:1针对天然气水合物三相变化的状态方程模块;2添加天然气水合物分解速率和相平衡计算模块;3在TOUGH2程序的主体控制方程中,添加由天然气水合物分解引起的变化量。通过上述修改和程序调试,形成了一套基于TOUGH2的水合物藏开采数值模拟软件。利用该软件对神狐海域的水合物藏参数进行计算,其结果与劳伦斯伯克利国家实验室开发的水合物藏开采模拟软件(TOUGH+HYDRATE)的计算结果进行对比,结果表明两者吻合很好,验证了软件的正确性。
关键词(KeyWords): TOUGH2;水合物开采;数值模拟;TOUGH+HYDRATE;对比
基金项目(Foundation): 重大专项课题(2011ZX05026-004);; 国家专项课题(GZH201100309)
作者(Author): 庞维新,李清平,孙福街,李刚,李小森
参考文献(References):
- [1]SLOAN E D,KOH C A.Clathrate Hydrates of Natural Gases(Thirdedition.)[M].New York:Taylor&Francis Group,2007.
- [2]SUN X,NANCHARY N,MOHANTY K K.1-D model of hydrate de-pressurization in porous media[J].Transp.Porous.Med,2005,58:315-338.
- [3]TSYPKIN G G.Gas hydrate dissociation regimes in highly permeablebeds[J].J.Eng.Phys.,1992,63:1221-1227.
- [4]MASUDA Y,KONNO Y,IWAMA H,et al.Numerical study of metha-nol injection for gas production from methane hydrate reservoirs[C].Pro-ceedings of the 6th International Conference on Gas Hydrate,2008,5789.
- [5]PRUESS K,OLDENBURG C,MORIDIS G.TOUGH2 user’s guideVersion 2.0[M].Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory,1999.
- [6]MORIDIS G,KOWALSKY M B,PRUESS K.TOUGH+HYDRATEV1.0 user’s manual:a code for the simulation of system behavior in hy-drate bearing geologic media[M].Lawrence Berkeley National Laborato-ry,University of California,Berkeley,California 2008.
- [7]BAI Y H,LI Q P,YU X C,et al.Numerical study on dissociation ofgas hydrate and its sensitivity to physical parameters[J].China OceanEngineering,2007,21:625-636.
- [8]KIM H C,BISHNOI P R,HEIDEMANN R A,et al.Kinetics of meth-ane hydrate decomposition[J].Chem.Eng.Sci.,1987,42:1645-1653.
- [9]庞维新,孙福街,李清平,等.多孔介质和化学剂体系中甲烷水合物相平衡预测[J].石油学报(石油加工),2011,27:622-628.
- [10]李刚,李小森,陈琦,等.南海神狐海域天然气水合物开采数值模拟[J].化学学报,2010,68:1083-1092.