含甲烷水合物多孔介質(zhì)滲流特性研究.pdf

1、天然氣水合物廣泛地存在于地球的凍土區(qū)和海洋沉積層中，儲量巨大，是未來潛在的能源之一，具有廣闊的開發(fā)前景。水合物儲層是具有滲透性的多孔介質(zhì)，多孔介質(zhì)內(nèi)的滲流特性影響著天然氣水合物開采中的氣水流動狀況，決定了水合物開采技術(shù)開發(fā)及經(jīng)濟性。本文利用水合物滲流實驗裝置及磁共振成像(MRI)儀進行了含甲烷水合物的多孔介質(zhì)滲流特性實驗研究。
　　本研究開發(fā)了一套水合物生成及原位滲透率測量實驗裝置，利用該裝置，用細顆粒玻璃砂模擬了有效應力作用下的

2、水合物儲層，采用氣過量恒壓法生成甲烷水合物，并進行了原位水合物儲層滲透率測量。研究了水合物飽和度對滲流特性的影響，隨著多孔介質(zhì)中水合物飽和度的增加，多孔介質(zhì)的滲透性會顯著減小，但不同飽和度下的衰減趨勢并不一致。存在某個臨界飽和度值，當飽和度高于該值時，其滲透率隨飽和度增加的衰減速率加快。將實驗結(jié)果與現(xiàn)有水合物滲透率模型對比分析，發(fā)現(xiàn)低于該臨界飽和度值時，水合物以顆粒包裹生長為主，隨著飽和度的增加，會傾向于孔隙中心填充的生長形式，因而滲透

3、率衰減加快。實驗中得到的臨界飽和度值在35％左右，根據(jù)實驗結(jié)果得出了分段滲透率衰減指數(shù)。利用磁共振成像(MRI)儀，搭建了一套含水合物多孔介質(zhì)相對滲透特性的非穩(wěn)態(tài)可視化測量系統(tǒng)，觀測并分析了水合物的生成及多孔介質(zhì)中氣水滲流過程。在相對滲透率非穩(wěn)態(tài)法測量中，必然涉及到一相對另一相的驅(qū)替，由于水合物自身的不穩(wěn)定性，氣驅(qū)水過程中很可能會引起水合物生成或分解，而導致實驗失敗。我們嘗試并且驗證了采用不同氣體來實施該驅(qū)替的可行性。發(fā)現(xiàn)氮氣會引起水合