储层改造辅助降压开发天然气水合物藏的数值模拟方法技术

本发明专利技术公开了储层改造辅助降压开发天然气水合物藏的数值模拟方法，包括以下步骤：步骤S1：建立目标区块天然气水合物藏地质模型，并进行网格划分；步骤S2：建立4相4组分储层改造辅助降压开发天然气水合物藏的数值模拟模型；步骤S3：采用有限体积法对步骤S2所建立的数值模拟模型进行求解；步骤S4：根据步骤S3中的求解结果对储层改造辅助降压开发天然气水合物藏的模拟结果进行分析。本发明专利技术提出的模拟方法综合考虑了储层改造辅助降压开发天然气水合物藏的主要渗流机理，从数值模拟的角度证明了储层改造开发提高天然气水合物藏降压开发产气量的可行性，可操作性强，为天然气水合物藏的高效开发提供了技术支撑。物藏的高效开发提供了技术支撑。物藏的高效开发提供了技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
储层改造辅助降压开发天然气水合物藏的数值模拟方法


[0001]本专利技术涉及储层改造辅助降压开发天然气水合物藏的数值模拟方法，属于天然气水合物藏开发


技术介绍

[0002]天然气水合物藏储量丰富，约为常规天然气资源量的两倍，被视为未来最具潜力的新能源之一。2017年和2020年我国在南海神狐海域先后开展了两次水合物试采工作，成为继加拿大、美国和日本之后，第四个具有水合物试采能力的国家，实现了这一领域由“跟跑”到“领跑”的历史性跨越。
[0003]然而，我国海域天然气水合物藏为泥质粉砂储层，其渗透率低，难以实现快速降压，因而试采降压开发产能仍远低于商业化开发所需的最低产能。储层改造是低渗透油气藏开发中的常用技术，其通过高压在储层中形成诱导缝并采用填充物形成高导流通道，大大增加低渗透油气藏的开发产能。鉴于天然气水合物藏降压开发产能低的现状，探索天然气水合物藏储层改造辅助降压开发技术具有重要的现实意义；但是目前在天然气水合物藏方面储层改造辅助降压开发仅处于理论研究阶段，并没有相关的实验方法、数值模拟方法用于证明储层改造辅助降压开发能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.储层改造辅助降压开发天然气水合物藏的数值模拟方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：收集天然气水合物藏的基础地质参数和开发参数，建立目标区块天然气水合物藏地质模型，并进行网格划分；步骤S2：考虑气水流动动力学、水合物生成和分解动力学、基质和储层改造诱导缝之间的传质传热规律建立4相4组分储层改造辅助降压开发天然气水合物藏的数值模拟模型；所述4相包括水相、气相、水合物相和冰相，所述4组分包括气组分、水组分、水合物组分和盐组分；目前勘探到的水合物藏里面包括水、气、盐和水合物四种组分，这四种组分能够组合成的相包括水相、气相、水合物相和冰相；所述4相4组分储层改造辅助降压开发天然气水合物藏的数值模拟模型包括基质中4组分的质量守恒方程和能量守恒方程、储层改造诱导缝中4组分的质量守恒方程和能量守恒方程、储层改造诱导缝和储层改造诱导缝之间的水相传质方程和气相传质方程、基质和基质之间的水相传质方程和气相传质方程以及储层改造诱导缝和基质之间的水相传质方程和气相传质方程；步骤S3：采用有限体积法对步骤S2所建立的数值模拟模型进行求解，以求解出不同模拟时间基质中水合物相的饱和度和生产井中气相产量步骤S4：根据步骤S3中的求解结果对储层改造辅助降压开发天然气水合物藏的模拟结果进行分析。2.根据权利要求1所述的储层改造辅助降压开发天然气水合物藏的数值模拟方法，其特征在于：所述步骤S2中，建立的数值模拟模型包括基质中的质量守恒方程和能量守恒方程、储层改造诱导缝中的质量守恒方程和能量守恒方程以及储层改造诱导缝和基质之间的水相传质方程和气相传质方程，具体建立过程如下：1）基质中甲烷、水、水合物和盐四种组分的质量守恒方程：式中，为哈密顿算子；分别为基质水相中甲烷组分、水组分和盐组分的质量分数；分别为从基质流入到储层改造诱导缝水相中甲烷组分、水组分和盐组分的质量分数；分别为基质气相中甲烷组分和水组分的质量分数；分别为从基质流入到储层改造诱导缝气相中甲烷组分和水组分的质量分数；分别为基质中水相和气相的流动速度；分别为从基质流入到储层改造诱导缝中水相和气相的流动速度；分别为生产井中水相和气相的产量；为
基质中的水合物化学反应速率；分别为甲烷、水和水合物的摩尔质量；t为时间；为基质孔隙度；分别为基质中水相、气相、水合物相和冰相的饱和度；分别为基质中水相、气相、水合物相和冰相的密度；为水合数；上述参数中，均为常数；2）储层改造诱导缝中甲烷、水、水合物和盐四种组分的质量守恒方程：式中，分别为储层改造诱导缝水相中甲烷组分、水组分和盐组分的质量分数；分别为储层改造诱导缝气相中甲烷组分和水组分的质量分数；分别为储层改造诱导缝中水相和气相的流动速度；为储层改造诱导缝中的水合物化学反应速率；为储层改造诱导缝的孔隙度；分别为储层改造诱导缝中水相、气相、水合物相和冰相的饱和度；分别为储层改造诱导缝中水相、气相、水合物相和冰相的密度；3）考虑热对流、热传导、水合物生成分解反应热、生产井产出的热量以及基质和储层改造诱导缝之间的传热，得到基质中的能量守恒方程为：式中，为等效热传导系数；T为温度；分别为基质中水相和气相的比焓；分别为基质流入到储层改造诱导缝中的水相和气相的比焓；为水合物生成和分解反应热；为基质的密度；分别为基质、水相、气相、水合物相和冰相的比内能；上述参数中，均为常数；4）考虑热对流、热传导、水合物生成分解反应热以及基质和储层改造诱导缝之间的传热，得到储层改造诱导缝中的能量守恒方程为：
式中，分别为储层改造诱导缝中水相和气相的比焓；为储层改造诱导缝中填充物的密度；分别为储层改造诱导缝中填充物、水相、气相、水合物相和冰相的比内能；5）当基质和基质之间无裂缝时，基质和基质之间的水相传...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永革，侯健，白雅洁，李果，刘赛，贺甲元，张乐，岑学齐，徐鸿志，郭天魁，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：