【摘要】：分解前緣的移動(dòng)與水合物藏的開采動(dòng)態(tài)密切相關(guān),并且在水合物藏的開采過程中,分解前緣將水合物藏分為分解區(qū)和水合物區(qū),兩個(gè)區(qū)域的流體物性和儲(chǔ)層穩(wěn)定性等存在明顯差異,所以水合物藏開采過程中分解前緣的移動(dòng)規(guī)律研究具有重要意義。本次研究利用數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)多種機(jī)理作用下的分解模式和分解前緣移動(dòng)特征進(jìn)行了研究,并對(duì)影響分解前緣移動(dòng)的不同控制機(jī)理進(jìn)行了解耦分析,分別針對(duì)流動(dòng)控制、分解控制、傳熱控制、流動(dòng)-分解控制、流動(dòng)-傳熱控制和流動(dòng)-傳熱控制建立了分解前緣移動(dòng)的預(yù)測(cè)模型,根據(jù)模型的計(jì)算結(jié)果提出了一套利用特征時(shí)間的取值對(duì)不同控制機(jī)理進(jìn)行判別的方法,最后利用實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)值模擬以及理論分析的方法對(duì)影響分解前緣移動(dòng)的參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析。數(shù)值模擬的研究結(jié)果表明,分解模式及分解前緣的移動(dòng)特征是流動(dòng)、傳熱和水合物分解等多種控制機(jī)理共同作用的結(jié)果:當(dāng)水合物藏為流動(dòng)控制時(shí),形成活塞式分解前緣,分解前緣移動(dòng)曲線的擬合冪指數(shù)介于0.5~1;當(dāng)水合物藏為傳熱控制時(shí),形成活塞式分解前緣,分解前緣移動(dòng)曲線的擬合冪指數(shù)約為0.5;當(dāng)水合物藏為分解控制時(shí),形成擴(kuò)展型非活塞式分解前緣,分解前緣移動(dòng)速率在后期增大;當(dāng)水合物藏為流動(dòng)和傳熱共同控制并且流動(dòng)控制的作用更強(qiáng)時(shí),形成穩(wěn)定型非活塞式分解前緣,分解前緣移動(dòng)曲線具有線性的特征;當(dāng)水合物藏為流動(dòng)和傳熱共同控制并且傳熱控制的作用更強(qiáng)時(shí),形成擴(kuò)展型非活塞式分解前緣,分解前緣移動(dòng)速率后期增大;當(dāng)水合物藏為流動(dòng)和分解共同控制并且流動(dòng)控制的作用更強(qiáng)時(shí),形成穩(wěn)定型非活塞分解前緣,分解前緣移動(dòng)曲線呈現(xiàn)線性的特征;當(dāng)水合物藏為流動(dòng)和分解控制并且分解控制作用更強(qiáng)時(shí),形成擴(kuò)展型非活塞式分解前緣,分解前緣移動(dòng)速率后期增大;當(dāng)水合物藏為傳熱和分解共同控制并且傳熱控制作用更強(qiáng)時(shí),形成穩(wěn)定型非活塞式分解前緣,分解前緣移動(dòng)速率曲線的擬合冪指數(shù)介于0.5~1,并且更接近0.5;當(dāng)水合物藏開采過程為分解控制和傳熱控制共同作用,并且分解控制的作用更強(qiáng)時(shí),形成擴(kuò)展型非活塞式分解前緣,分解前緣移動(dòng)速率曲線的擬合冪指數(shù)介于0.5~1,并且更接近1。在實(shí)驗(yàn)所研究的參數(shù)范圍內(nèi),一維填砂模型監(jiān)測(cè)到分解前緣移動(dòng)曲線基本呈線性,二維平板模型得到的分解前緣移動(dòng)速率逐漸降低,根據(jù)數(shù)值模擬的研究結(jié)果推測(cè),一維模型受到分解和流動(dòng)控制共同作用,并且流動(dòng)控制的作用更強(qiáng),二維模型受到分解和傳熱控制共同作用,并且傳熱控制的作用更強(qiáng)。解耦分析發(fā)現(xiàn),分解前緣的移動(dòng)規(guī)律在不同控制機(jī)理的作用下具有很大差別,所以水合物藏控制機(jī)理的判別對(duì)于分解前緣移動(dòng)的預(yù)測(cè)非常重要,可以利用特征時(shí)間的相對(duì)大小對(duì)不同的控制機(jī)理進(jìn)行判別,流動(dòng)控制的特征時(shí)間為氣相流過整個(gè)水合物藏所需時(shí)間,分解控制的特征時(shí)間為單位體積水合物藏中水合物完全分解所需要的時(shí)間,傳熱控制的特征時(shí)間為單位長度水合物藏內(nèi)的熱能通過單位面積的水合物藏經(jīng)氣相熱擴(kuò)散傳遞所需要的時(shí)間。通過對(duì)影響分解前緣移動(dòng)速率的參數(shù)進(jìn)行敏感性分析發(fā)現(xiàn),注熱開采實(shí)驗(yàn)中,敏感性較大的參數(shù)為初始水合物飽和度、絕對(duì)滲透率、注熱水溫度以及注熱水速率,敏感性較小的參數(shù)為水合物藏初始溫度和注熱水鹽度;10m水合物藏注熱驅(qū)替數(shù)值模擬中,敏感性較大的參數(shù)為初始水合物飽和度、注熱水溫度、注熱水速率以及生產(chǎn)壓力,敏感性較小的參數(shù)為水合物藏初始溫度和絕對(duì)滲透率;降壓+井筒加熱理論模型分析中,敏感性較大的參數(shù)為井筒加熱溫度、分解區(qū)導(dǎo)熱系數(shù)、初始溫度和分解區(qū)比熱容,其次是生產(chǎn)壓力,敏感性較小的是孔隙度、水合物區(qū)導(dǎo)熱系數(shù)以及水合物區(qū)比熱容;水合物藏注熱水開采過程中,絕對(duì)滲透率對(duì)于尺寸較小的水合物藏的敏感度較大,而對(duì)于尺度較大的水合物藏不太敏感;水合物藏初始溫度對(duì)于注熱開采法的敏感度較小,而對(duì)降壓+井壁加熱開采法的敏感度較大。
【圖文】：

G, I ,H分別表示水相、氣相、冰相和水合物相，如圖 2-1 和圖2-2 中所示； 為孔隙度，S 為 相的飽和度， 為 相的密度，kg/m3，x 為 相中 組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。熱累積項(xiàng)：

減壓閥過濾器氣體流量計(jì)放空氣體流量計(jì)液分離器回壓閥數(shù)據(jù)采集溫度傳感器溫箱平流泵天然氣瓶子天平圖 2-28 一維水合物生成及分解模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)Fig. 2-28 1-D experimental system of hydrate formation and dissociation一維填砂模型的核心元件為一維填砂管，如圖 2-28 中虛線框內(nèi)所示，填砂管長800mm，，直徑 80mm，工作壓力為 20MPa，沿填砂管安裝有 11 套溫度、壓力和電阻率傳感器探頭，實(shí)驗(yàn)過程中數(shù)據(jù)采集模塊可以對(duì)溫度、壓力、電阻率以及產(chǎn)氣產(chǎn)水情況進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄。
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE64

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;“流動(dòng)控制”專題簡介[J];氣體物理;2017年06期

2 夏巨諶,胡國安,王新云,程俊偉;轎車安全氣囊零件流動(dòng)控制精密成形技術(shù)研究[J];鍛壓技術(shù);2004年01期

3 方昌德;流動(dòng)控制技術(shù)在航空渦輪推進(jìn)系統(tǒng)上的應(yīng)用[J];燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究;2003年02期

4 夏巨諶,胡國安,王新云,程俊偉;轎車安全氣囊零件流動(dòng)控制成形工藝及模具[J];模具制造;2003年08期

5 張雅靜,于光偉,賈光霖,高允彥,赫冀成;流動(dòng)控制結(jié)晶器內(nèi)鋼液運(yùn)動(dòng)的規(guī)律[J];中國有色金屬學(xué)報(bào);2000年S1期

6 葉又新;多級(jí)消息的流動(dòng)控制政策[J];通信保密;1998年01期

7 雷巖鳳;;潔凈手術(shù)室管理中人員流動(dòng)控制的意義[J];中國醫(yī)藥導(dǎo)報(bào);2011年13期

8 ;精密流動(dòng)控制成形(FCF)成套技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用示范[J];數(shù)控機(jī)床市場(chǎng);2005年07期

9 夏巨諶,胡國安,王新云,程俊偉;多層杯筒形零件流動(dòng)控制成形工藝分析及成形力的計(jì)算[J];中國機(jī)械工程;2004年01期

10 方傳波;夏智勛;胡建新;游進(jìn);;進(jìn)氣道流場(chǎng)控制技術(shù)研究進(jìn)展[J];導(dǎo)彈與航天運(yùn)載技術(shù);2014年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王博;趙玉新;劉衛(wèi)東;;激波/邊界層干擾流動(dòng)控制進(jìn)展[A];中國航空學(xué)會(huì)第七屆動(dòng)力年會(huì)論文摘要集[C];2010年

2 胡如云;符松;;后臺(tái)階流動(dòng)控制探究[A];中國力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

3 楊亮;高振勛;;大型飛機(jī)微吹吸減阻流動(dòng)控制技術(shù)的研究進(jìn)展[A];探索 創(chuàng)新 交流——第六屆中國航空學(xué)會(huì)青年科技論壇文集（上冊(cè)）[C];2014年

4 吳繼飛;范召林;羅新福;;泄壓管在空腔流動(dòng)控制中的應(yīng)用研究[A];四川省力學(xué)學(xué)會(huì)2008年學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2008年

5 車學(xué)科;聶萬勝;周朋輝;姜家文;陳慶亞;;等離子體體積力唯像學(xué)模型改進(jìn)研究[A];第九屆全國流體力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2016年

6 徐小芮;馬寶峰;;基于數(shù)值優(yōu)化的飛艇流動(dòng)控制研究[A];第十屆全國流體力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2018年

7 楊錦文;張宇飛;陳海昕;;基于卡門渦發(fā)生器的平面擴(kuò)壓器流動(dòng)控制[A];第十屆全國流體力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2018年

8 吳錘結(jié);王亮;;智能物面最優(yōu)自適應(yīng)流動(dòng)控制與魚類最優(yōu)游動(dòng)規(guī)律研究[A];2003’全國流體力學(xué)青年研討會(huì)論文集[C];2003年

9 李斌斌;顧蘊(yùn)松;;流動(dòng)控制對(duì)象中頻率作用機(jī)制的實(shí)驗(yàn)研究[A];中國力學(xué)大會(huì)-2017暨慶祝中國力學(xué)學(xué)會(huì)成立60周年大會(huì)論文集（B）[C];2017年

10 孫迎丹;張攀峰;王霄;;等離子體應(yīng)用于航空飛行器流動(dòng)控制的初步研究[A];中國力學(xué)大會(huì)——2013論文摘要集[C];2013年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前4條

1 中航工業(yè)燃?xì)鉁u輪研究院 曹志鵬;未來高負(fù)荷風(fēng)扇/壓氣機(jī)局部流動(dòng)控制技術(shù)[N];中國航空?qǐng)?bào);2012年

2 廖建國;連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼水流動(dòng)控制技術(shù)的變遷（1）[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2004年

3 藺聞;期待有效遏制物價(jià)上漲[N];中國信息報(bào);2010年

4 肖英龍;高速鋼連鑄板坯結(jié)晶器內(nèi)鋼水流動(dòng)控制研究[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2002年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張悅;基于記憶合金的高超聲速進(jìn)氣道流動(dòng)控制方法及驗(yàn)證[D];南京航空航天大學(xué);2015年

2 梅棟杰;槽道湍流的展向振蕩電磁力減阻[D];南京理工大學(xué);2011年

3 張睿;軸流泵失速和空化流動(dòng)特性及其性能改善研究[D];上海大學(xué);2014年

4 田正雨;高超聲速流動(dòng)的磁流體力學(xué)控制數(shù)值模擬研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

5 許常悅;圓柱可壓縮繞流及其流動(dòng)控制的大渦模擬研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

6 汪陳芳;內(nèi)燃機(jī)增壓離心壓氣機(jī)變海拔工況流場(chǎng)控制研究[D];清華大學(xué);2014年

7 陳耀慧;翼型繞流的電磁力控制[D];南京理工大學(xué);2009年

8 徐楓;結(jié)構(gòu)流固耦合振動(dòng)與流動(dòng)控制的數(shù)值模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

9 高小明;湍流邊界層控制對(duì)流動(dòng)及換熱影響研究[D];天津大學(xué);2014年

10 白亞磊;機(jī)翼大攻角分離流控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 鄭如意;天然氣水合物藏分解前緣研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2017年

2 張?jiān)?超音來流條件下壓氣機(jī)非定常流場(chǎng)特性與流動(dòng)控制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

3 趙詩揚(yáng);高聳結(jié)構(gòu)群的風(fēng)致干擾及流動(dòng)控制研究[D];東北石油大學(xué);2018年

4 陳冠斌;大跨度橋梁單箱梁靜風(fēng)荷載的自吸吹氣流動(dòng)控制研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2018年

5 彭開晟;基于表面介質(zhì)阻擋放電的列車流動(dòng)控制研究[D];西南交通大學(xué);2018年

6 鄒原馳;振動(dòng)壁面流動(dòng)控制方法的數(shù)值研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年

7 宋巧玲;低速低雷諾數(shù)下層流轉(zhuǎn)捩預(yù)測(cè)與流動(dòng)控制研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

8 劉煒;交接區(qū)流動(dòng)控制的研究[D];沈陽航空航天大學(xué);2012年

9 許統(tǒng)華;流動(dòng)控制中非定常擾動(dòng)技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

10 季宇軒;高超聲速進(jìn)氣道起動(dòng)的理論預(yù)測(cè)與流動(dòng)控制[D];南京航空航天大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2612219