第七届青年地学论坛

天然气水合物作为一种储量巨大、能量密度高的清洁能源已成为世界各国能源竞争的战略高地。但当前对其开采过程中的多相（水相、气相、固体颗粒和水合物等固相）多场（温度场、压力场、应力场、渗流场）耦合行为与演化机理认识还不全面，故而面临提产增效和高效防砂等技术瓶颈。本文主要介绍了自主研发的水合物开采储层响应与出砂模拟试验系统，该装置能够对含水合物沉积物分解过程中的应力场、压力场、温度场和渗流场实现动态监测，同时借助超声波与电阻率测试模块捕获水合物分解全过程中的声、电特征，并分析模拟开采工况下的声、电响应行为随水合物饱和度变化的演化规律，可为生产现场提供一定的参考。此外，基于日本南海海槽储层级配样品开展的不同水合物饱和度样品降压分解实验发现，水合物分解、储层渗透率与声波波速之间存在明显的相关性，借助超声波测试分析了降压分解过程中储层力学参数的演化过程，建立了储层变形与储层水合物饱和度及生产压差之间的函数关系，并与中国南海神狐储层级配样品的分解耦合行为特征进行了对比分析。上述基于多场耦合的水合物储层响应特征分析可为水合物安全高效开采提供理论基础和应用支撑。