【導(dǎo)讀】源量巨大、能量密度高、清潔無(wú)污染等諸多優(yōu)點(diǎn)為世界各國(guó)重視。水合物比海底水合物開發(fā)難度小的特點(diǎn)。分析推測(cè)了常見幾種凍土帶水合物微觀結(jié)構(gòu)及其形成過(guò)程。壓裂的基本原理進(jìn)行分析，在簡(jiǎn)化模型下分析了水力壓裂增產(chǎn)效果。隨著常規(guī)油氣資源開發(fā)利用，人類將面臨著巨大能源危機(jī)。世界上最大的發(fā)展中大國(guó)，我國(guó)能源短缺十分突出。因此急需開發(fā)新能源以。滿足中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，而天然氣水合物作為新型有效能源，20xx年開始，

　　

【正文】 縫。 凍土帶水合物層水力壓裂前后氣體滲流規(guī)律 假設(shè)圓形均質(zhì)等厚地層，中心一口完善井生產(chǎn)，假設(shè)水合物分解氣體為穩(wěn)定滲流，得到標(biāo)準(zhǔn)狀況下平面徑向天然氣流量表達(dá)式 [22]： wewefaarrPPzTPTKhQln22 ???? （ 49） 式中 Q —— 標(biāo)準(zhǔn)狀況的氣井產(chǎn)氣量； h —— 地層厚度； 令faazTPTa? 則： wewerrPPKhaQln22 ???? （ 410） 凍土帶天然氣水合物水力壓裂開采 27 進(jìn)行水力壓裂后，地層溫度沒(méi)有改變，假設(shè)儲(chǔ)層產(chǎn)生水平等寬等高的裂縫，如圖所示： 圖 42 壓裂水合物水平裂縫模型 如圖所示，實(shí)線是壓裂前的壓力分布，虛線是壓裂后的壓力分布，產(chǎn)生的裂縫可以理解為地層中出現(xiàn)兩 次不連續(xù)的徑向滲透 [23]： kha rRQpp ferfe ?? )/ln (022 ?? （ 411） hka rrQpp a wfwrf ?? )/ln(022 ?? （ 412） h khWkk ffa ?? （ 413） 則由上式知： 凍土帶天然氣水合物水力壓裂開采 28 ???????? ??? a wffewe k rrk rRha Qpp )/ln ()/ln (022 ?? （ 414） 則壓裂后的產(chǎn)量： awffewekrrkrRppuhaQ)/ln ()/ln (220 ??? ? （ 414） 則 ： )/ln ()/ln ()/ln (0wfafewerrkkrRrr?? （ 415） 現(xiàn)在舉例分析增產(chǎn)倍數(shù)措施：假設(shè)水合物地層 溫度 8℃ 壓力 eP 8Mpa，生產(chǎn)井底流壓 8Mpa， 有效滲透率 k 為 ，水合物層有效厚度 h 為10m，有效半徑為 1000m。壓裂后裂縫滲透率 fk 為 8μm2，裂縫寬度取 。 裂縫區(qū)內(nèi)平均滲透率隨裂縫寬度變化曲線00 1 裂縫寬度 ω /cm滲透率k/μm2 圖 43 裂縫區(qū)內(nèi)平均滲透率隨裂縫寬度變化曲線 凍土帶天然氣水合物水力壓裂開采 29 則隨著 裂縫長(zhǎng)度增產(chǎn)倍數(shù)關(guān)系曲線如下： 裂縫長(zhǎng)度與增產(chǎn)倍數(shù)關(guān)系曲線0120 200 400 600 800 1000裂縫長(zhǎng)度/m增產(chǎn)倍數(shù) 圖 43 裂縫長(zhǎng)度與增產(chǎn)倍數(shù)關(guān)系曲線 由上分析水力壓裂產(chǎn)量對(duì)水合物產(chǎn)生天然氣增產(chǎn)效果比較好，增產(chǎn)倍數(shù)與裂縫長(zhǎng)度、寬度、裂縫導(dǎo)流能力所影響。結(jié)論 30 第 5 章 結(jié) 論 本論文 通過(guò) 對(duì)凍土帶水合物研究 ， 論文 分析了凍土帶的分布地域以及凍土帶厚度， 分析了 水合物在凍土帶分部范圍 ，提出了天然氣水合物 幾種常見的成礦模式 ， 分析了常見凍土帶水合物開采方法 ；最后 對(duì)水力壓裂開采 法 進(jìn)行分析。 得到以下主要結(jié)論： （ 1） 天然氣水合物層埋深起到?jīng)Q定性影響的客觀條件是凍土層的年平均溫度 cpt 和融土層的地溫梯度 tg 。 長(zhǎng)期觀測(cè)所得數(shù)據(jù)顯示，青藏高原絕大部分位于盆地地區(qū)多年凍土，其凍土層年平均溫度 cpt 介于 ℃ 3℃ 之間，多年凍土厚度介于 25200m之間。 （ 2） 多年凍土區(qū)天然氣水合物形成，最重要的因素是地?zé)崽荻?、氣體組分、孔隙流體鹽度、孔隙壓力等，其中地?zé)崽荻群蜌怏w組分最為重要 。 天然氣水合物溫度、壓力平衡公式計(jì)算顯示，最淺的水合物層頂界埋深 約 為74m，最深的底界埋深有 約 到上千米。 （ 3） 目前凍土帶水合物地質(zhì)模式主要以下幾種模式塊狀水合物、層狀或片狀水合物、分散狀水合物、透鏡體水合物。 （ 4） 降壓法 經(jīng)濟(jì)成本較低，簡(jiǎn)單易行，適合大面積開采，尤其適用于存在下伏游離氣層的天然氣水合物藏的開采，因而其可能成為未來(lái)水合物商業(yè)開發(fā)的有效方法之一。 （ 5） 水力壓裂產(chǎn)量對(duì)水合物產(chǎn)生天然氣增產(chǎn)效果比較好，增產(chǎn)倍數(shù)與裂縫長(zhǎng)度、寬度、裂縫導(dǎo)流能力所影響。 中國(guó)石油大學(xué)（華東）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 致 謝 在論文即將完成之際，首先對(duì)我的 指導(dǎo)老師張衛(wèi)東 老師 表達(dá) 由衷的敬意和真誠(chéng)的感謝！ 在我本科學(xué)習(xí)階段和論文寫作過(guò)程中，老師的優(yōu)良作風(fēng)與人格魅力給 我留下了深刻的印象。張老師淵博的學(xué)識(shí)一絲不茍的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度對(duì)我本科階段學(xué)習(xí)工作的態(tài)度產(chǎn)生了重大影響，并將對(duì)我今后的工作、生活帶來(lái)激勵(lì)。張老師在對(duì)我論文指導(dǎo)上更是提出了許多寶貴的意見，盡管在百忙中，也不忘檢查指導(dǎo)論文修改。同時(shí)我也要感謝在我本科期間所有關(guān)心和幫助我的老師，他們誨人不倦的教學(xué)態(tài)度，給我學(xué)習(xí)幫助很大。 還要感謝師兄師姐對(duì)我論文修改提出的寶貴意見。 在此， 謹(jǐn)向幫助、關(guān)心、支持我的所有老師和同學(xué)表達(dá)最衷心的謝意！ 最后，感謝石油工程學(xué)院和我的母校 —— 中國(guó)石油大學(xué)（華東）對(duì)我的培養(yǎng)和教育，這是我一生最寶貴的財(cái)富 。 由于時(shí)間倉(cāng)促，本人知識(shí)水平有限，缺少足夠經(jīng)驗(yàn)，論文難免有錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。 中國(guó)石油大學(xué)（華東）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 參考文獻(xiàn) [1] 陳雪驊 ． 發(fā)現(xiàn)青海 “ 可燃冰 ” 中低緯度凍土地區(qū)首次發(fā)現(xiàn) —— 意義可媲美當(dāng)年大慶油田 ． 國(guó)土資源在線 ， ． 20xx0901. [2] Kvenvolden K A． Potential efects of gas hydrate on human of National Academy of Science Colloquium， 1999， 96(3)：420426． [3] 吳青柏 ， 程國(guó)棟 ． 多年凍土區(qū)天然氣水合物研究綜述 ． 地球科學(xué)進(jìn)展 ，20xx， 23(2)： 3240. [4] 冷奇豐 ． 青藏高原發(fā)現(xiàn)新能源可燃冰 ， 至少 350 億噸油當(dāng)量 ． 20xx0925. [5] 張永勤 ． 中國(guó)陸地永久凍土帶天然氣水合物鉆探技術(shù)研究與應(yīng)用 ． 西部探礦工程 ， 20xx， 增刊 ： 4548． [6] 龔建明等 ． 天然氣水合物的開發(fā)試驗(yàn)有如星星之火 —— 第 6屆國(guó)際天然氣水合物會(huì)議 ． 海 洋地質(zhì)動(dòng)態(tài) ， 20xx， 24(10)： 5560． [7] 張洪濤 ． 中國(guó)天然氣水合物調(diào)查研究現(xiàn)狀及其進(jìn)展 ． 中國(guó)地質(zhì) ， 20xx，34(6)： 954960． [8] 趙婷 ． 青海天然氣水合物勘探開發(fā)方案研究報(bào)告已審查 ． 20xx322. [9] Timothy ． Permafrost associated natural gas hydrate occurrences on the Alaska North Slope． Marine and Petroleum Geology ,20xx:1–16． [10] 張洪濤 ． 中國(guó)天然氣水合物調(diào)查研究現(xiàn)狀及其進(jìn)展 ． 中國(guó)地質(zhì) ， 20xx，34(6):4450. [11] Wu Qingbai． Assessing the permafrost temperature and thickness conditions favorable for the occurrence of gas hydrate in the Qinghai–Tibet Plateau． Energy Conversion and Management． [12] 庫(kù)新勃等 .青藏高原多年凍土區(qū)天然氣水合物可能分布范圍研究 .天然氣地球科學(xué) ,20xx,18(4):589592． 中國(guó)石油大學(xué)（華東）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 [13] 康志勤等 ． 凍土帶天然氣水合物穩(wěn)定性研究吧 ． 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào) ， 20xx， 25(2)： 290293. [14] 吳青柏等 ． 青藏高原天然氣水合物形成與多年凍土的關(guān)系 ． 地質(zhì)通報(bào) ，20xx， 25(12)： 2933． [15] 郭平 ， 劉士鑫 ， 杜建芬 ． 天然氣水合物氣藏開發(fā) ． 第一版． 北京 :石油工業(yè)出版社 ， 20xx： 6574. [16] 盧振權(quán)等 ． 青藏高原多年凍土區(qū)天然氣水合物形成條件模擬研研究 ． 地球物理學(xué)報(bào) ， 20xx， 52(1)： 4346. [17] Yuri gas hydrates–A promising source of of Natural Gas Science and ,2:49–59. [18] 祝有海 ． 祁連山凍土區(qū)天然氣水合物及其基本特征 ． 地球?qū)W報(bào) ， 20xx，31(1)： 716． [19] ． Study on Injection of CO2Micreoemulsion for Methane Recovery From GasHydrate 100541. [20] Therma Gas Production System From Methane Hydrate Layers by Hot Water 129085. [21] 張衛(wèi)東等 ． 由麥索雅哈水合物氣田的開發(fā)談水合物的開采 ． 石油鉆探技術(shù) ， 20xx， 35(4)： 3538． [22] 張建國(guó) ． 油氣層滲流力學(xué)天然氣滲流理論 ． 第一版 ． 東營(yíng)： 中國(guó)石油大學(xué)出版社 ， 20xx:113116. [23] 烏效鳴 ． 煤層氣井水力壓裂計(jì)算原理及應(yīng)用 ． 第一版 ． 武漢： 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社 ， 1997:5860.