天然氣水合物藏和天然氣藏開采規律對比分析

楊沭 候建鑫 王燕

摘要：隨著我國社會經濟的快速發展，社會各界對于天然氣的需求量一直在不斷提高，天然氣水合物藏和天然氣氣藏的開采能夠有效滿足我國對于天然氣的需求，通過分析天然氣水合物藏的開采模型，結合水合物藏和天然氣藏的產氣速度，產水速度以及相應參數的變化規律進行對比分析，可以看出氣藏的產氣速度要高于天然氣水合物藏的開采速度，但是氣藏的生產周期較短，隨著初始壓力的不斷增加，氣藏產氣速度會有所降低，水合物藏的產水速度要高于氣藏，因此結合相應的實際參數進行對比分析，可以有效了解到天然氣水合物藏和天然氣氣藏的開采規律。

關鍵詞：天然氣水合物藏;天然氣藏;開采規律

天然氣水合物分布儲存量大，一直被認為是重要的潛在清潔性能源，隨著我國開采技術的不斷發展，對于天然氣水合物藏的開采力度一直在不斷提高，然而在實際開采過程中，需要結合相應的開采技術，充分了解天然氣水合物藏和天然氣氣藏的相應開采模式，才能夠有效提高天然氣水合物藏的實際開采規模。

1天然氣水合物藏儲集方式及開采方法

自發現天然氣水合物的存在以來，世界各國的科研工作者就將開采天然氣水合物為工作重點，通過這些年的不斷研究，已經取得了巨大的進展。

隨著世界各國的工業水平不斷發展，對能源的需求也在不斷增長。因此世界各國對天然氣水合物的商業開采已經成為重點研究內容，目前在很多國家對天然氣水合物儲藏區進行研究，已經確定在這些區域的天然氣水合物面積和儲量，并對天然氣水合物儲存進行鉆井取樣，同時利用室內開采實驗進行研究。對這些天然氣水合物儲藏區進行研究發現：天然氣水合物的儲層主要有三種情況：

第一，整個儲層為上下兩個區域，上層區域為水合物儲層區，該區域的水合物飽和度比較高。下層為游離天然氣。水合物層底部的溫度壓力與平衡條件是一致的。

第二，同樣也是分為上下兩個區域，與之不同的情形在于，水合物儲層區下方為含水層區，并沒有天然氣存在。

第三，整個儲層都是水合物。

天然氣水合物處理方式不同，開采方法也會有所差異，目前天然氣水合物的開采方法主要包括：降壓開采、化學分解促進劑開采以及熱力開采，利用熱力開采和化學分解促進劑開采主要是通過對含水合物的地層注入熱水或者化學試劑，破壞水合物的平衡，引起氣體水合物的分解，進而達到開采的目的。而降壓開采法主要是利用泵吸作用來降低氣體水合物中的壓力，促使氣體水合物分離，進而達到開采的目的。在進行大規模的開采過程中，降壓開采法是一種非常經濟而且成本比較低的開采方法。

2天然氣水合物藏和天然氣藏開采規律對比。

2.1產氣速度

在相應的生產井底壓力和初始壓力的條件下，對天然氣藏和天然氣水合物藏的產氣速度變化規律進行分析可以發現在初期開采時，天然氣藏的產氣速度非常快，但是遞減速度也非常快，由于設計模型的限制，氣藏的滲透率較高，隨著天然氣氣藏初始壓力的不斷降低，產氣速度會迅速降低。結合相應的數據模型可以看出，在同等壓差條件下，天然氣水合物藏的產氣速度要明顯低于天然氣的產氣速度，產生該現象的主要原因是由于天然氣水合物藏為固態，從而會大大降低氣體的滲流速度，結合相應的數據模型研究，可以發現地層滲透率與水合物的飽和度會呈現出遞減關系，因此在水合物完全分解完之前，天然氣水合物藏的滲透率要明顯低于天然氣的滲透率。

2.2產水速度

結合生產井底壓力和初始壓力在固定的條件下，天然氣水合物藏的產水速度要明顯高于天然氣藏的產水速度，造成該現象的主要原因是由于在水和物藏和天然氣藏的初始飽和度都相同，并且若大于束縛水飽和度此外，在開采過程中氣體的流動速度要明顯大于水體的流動速度，從而氣體會優先產出，因此氣藏的產水速度較低。第二是因為每單位體積的水合物分解可產生0.8倍的體積，天然氣水合物藏在開采過程中會形成大量的水，由此可以看出，天然氣水合物藏的產水速度要明顯高于氣藏的產水速度。

2.3累計產氣量

在生產井底壓力和初始壓力固定的條件下，天然氣水合物藏和天然氣藏的累計的產氣量進行對比，根據研究結果可以發現，在一定初始壓力范圍內，天然氣水合物藏的累計產氣量要明顯高于氣藏的累計產氣量，并且兩者之間的差別會隨著初始壓力的增加而減小，在理論上對變化規律進行相應的分析，結果可以看出每單位體積的天然氣水合物藏約含有160倍的天然氣，因此在同樣的壓力條件下，天然氣水合物藏和天然氣氣藏進行對比，可以看出水合物藏的總含氣量要明顯高于氣藏中的含氣量。結合數據模擬研究可以看出當地層壓力在18MPa時水合物藏和天然氣藏會產生同等的氣體，但是由于天然氣水合物藏在分解過程中會形成大量的水，導致地層中的孔隙空間減少，因此天然氣水合物藏的實際產氣量要明顯高于氣藏的累計產業量，另外隨著地層壓力的不斷升高，天然氣水合物藏的累計產氣量會低于天然氣水合物藏的累計產液量，對于具體的壓力數值分析，還需要根據生產井壓以及水合物的飽和度進行綜合判定。

3結束語

綜上所述，結合相應的動力學分析，可以看出對于天然氣水合物藏和天然氣藏的開采規律進行相應的對比，氣藏的產氣速度要高于水合物的產氣速度，但是氣藏的產氣期要明顯低于水合物的產氣期，隨著初始壓力的不斷增加，氣藏的產氣速度會逐漸增加，因此水合物藏的產氣速度會明顯降低，但是水合物產氣周期會不斷延長，天然氣水合物藏的產水速度要高于天然氣，氣藏隨著初始壓力的增加，天然氣水合物藏的產水速度會明顯降低，而氣藏的產水速度會呈現出上升趨勢，在同等的條件下，天然氣水合物藏的累計產氣量要高于氣藏的累計產氣量，隨著初始壓力的不斷增加，兩者之間的差距會逐漸縮小，根據目前天然氣開采過程中地層壓力的研究可以看出天然氣水合物藏的壓力衰減要明顯慢于氣藏中的壓力衰減。

參考文獻

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