储层水合物动力学数值模拟

• 作者: M.T.Vafaei 李波
• 来源期刊: 石油科技动态
• 年，卷（期）: 2015,（1）
• 页码范围: 43-56
• 页数: 14页
• 语种: 中文

摘要

储层内气体水合物通常不处于热力学平衡,而且水合物内可能存在多个竞争性的相转化.水层封存二氧化碳(CO2)过程中二氧化碳水合物的形成导致地下水体积增加大约10％.水合物分解成欠饱和液相时存在等量的体积收缩.同矿物溶解和沉淀相比,水合物相转化通常很快(秒级时间尺度),按时步的隐式耦合地质力学分析不可能实现流量和压力变化之间的动态耦合.因此对封存位置地质完整性的需要要求储层模拟器隐式求解质量流量、热流量和地质力学性质.因为参与水合物反应的二氧化碳还参与不同的地球化学反应,我们提出所有可能的水合物生成反应(生成于水/二氧化碳界面上、水溶液内生成、由吸附在矿物表面的二氧化碳生成)和各种可能的分解反应被当作拟反应,但遵循先进的理论模型内的动力学.建立这些模型的主要工具有相场理论(PFT)模拟,以及分子建模得到的热力学特性.这些模拟的详细结果提供了关于传质、传热和相转化热力学相对影响的信息,这使得我们能够对RetrasoCodeBright (RCB)的实施进行定量简化(Saaltink等,2004).主要步骤是研究在一定动力学速率下水合物生成或分解对储层力学特性的影响.讨论模拟器和数值算法的细节并展示相关例子.