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现代地质 ›› 2010, Vol. 24 ›› Issue (5): 979-985.

• 天然气水合物 • 上一篇    下一篇

天然气水合物分解和开采的机理及数学模型研究综述

张郁1,2,李小森1,2,李刚1,2,陈朝阳1,2   

  1. 1.中国科学院 广州能源研究所 广州天然气水合物中心,广东 广州510640;
    2.中国科学院 可再生能源与天然气水合物重点实验室,广东 广州510640)
  • 出版日期:2010-09-24 发布日期:2012-03-28
  • 通讯作者: 李小森,男,研究员,博士生导师,1967年出生,化学工程专业,主要从事天然气水合物开采与综合应用研究。
  • 作者简介:张郁,男,助理研究员,1982年出生,热能工程专业,主要从事天然气水合物开采与应用技术方面的研究。 Email: zhangyul@ms.giec.ac.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(20773133);国家自然科学基金—广东联合基金项目(U0733003);中国科学院知识创新工程重要方向项目(KGCX2-YW-3X6);中国科学院重大科研装备项目(YZ200717);国家高技术研究发展计划项目(2006AA09A209);国家重点基础研究发展规划项目(2009CB219507)。

Review: Mathematic Modeling of Natural Gas Hydrate Exploitation

 ZHANG  Yu1,2, LI  Xiao-Sen1,2, LI  Gang1,2, CHEN  Chao-Yang1,2   

  1. 1.Center for Gas Hydrate Research, Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou, Guangdong510640, China;  2.Key Laboratory of Renewable Energy and Gas Hydrate, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou, Guangdong510640, China
  • Online:2010-09-24 Published:2012-03-28

摘要:

回顾了25年来国内外水合物开采数值模拟研究的进展,分析了影响水合物开采过程的主要机理,即传热、气液流动和水合物分解。将已有的模型分为热力开采、降压开采和综合3种模型,并对各种模型所具有的特点进行了讨论。综合分析认为,TOUGH Fx/HYDRATE模型充分考虑了多相多组分并借鉴上述3类开采方式,可模拟开采过程中气液流动和相态变化,具有较高的应用价值。最后探讨了目前模型的主要问题以及发展方向,认为水合物矿藏岩石的绝对渗透率、相对渗透率、热传导系数等关键参数的测量及确定是精确模拟水合物开采过程的重要因素。

关键词: 天然气水合物, 开采, 数值模拟

Abstract:

To carry out the mathematical modeling works of natural gas hydrate(NGH) exploitation, in predicting the dynamic properties of natural gas hydrate reservoir under different production models, is an important part for the development of commercial technologies for gas production from hydrate reservoir. This article reviews the progress of mathematical modeling works for NGH exploitation since last two decades. The models are classified into three sub groups, i.e. thermal model, depressurization model, and comprehensive model. Main factors that control the gas production process are analyzed, that is heat transfer, gas/water flow and hydrate dissociation. Among these models, TOUGH Fx/HYDRATE which accounts for multiphase and three exploitation methods, and can simulate the phase behavior and the flow of gas and water, has a wide range of application. The main limitation of applying the mathematic model in the NGH exploitation area is lack of reliable parameters of sediment bearing hydrate, such as permeability, thermal conductivity

Key words: natural gas hydrate, exploitation, mathematical model

中图分类号: