热力法开采天然气水合物的数学模拟

【摘要】：将天然气水合物在热力作用下的分解过程看作一个移动界面问题,即热力开采过程中整个水合物藏可分为分解区和水合物区。通过适当简化,建立了分解区和水合物区的传热模型,并严格推导了模型的解析解。使用模型分别模拟注入蒸气和热水条件下开采天然气水合物的两个实例,得到分解区和水合物区温度场随时间变化的规律。在此基础上,分析了水合物热力开采过程中热量的有效利用率,即用于水合物分解的热量与输入的总热量的比值。模型计算结果表明,在相同条件下,注入热水比注入蒸气将能获得更高的热量有效利用率。在给定的条件下,注入蒸气和热水开采过程的热量的有效利用率分别为0.349和0.465。另一个方面,该比值与水合物地层的物性参数(如水合物的饱和度、分解区域的热传导系数等)有很大的关系,地层水合物饱和度越高,分解区的热传导系数越小,则热量的有效利用率越高。 【作者单位】：
【关键词】： 天然气 水合物 开发 热力学 数学模型
【基金】：中国科学院广州能源研究所所长基金(编号:0507041001)资助
【分类号】：P744.4
【正文快照】： 天然气水合物广泛地存在于冻土地带和海洋底层,其含量相当于全球已知矿物含量的2倍[1],被认为是21世纪潜在的新能源之一。从水合物藏中开采天然气气体的可行性以及经济性评价已经成为一个热点课题,有效的开采方法是热力开采、降压开采和注化学剂开采[2]。Holder第一次从热力

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