[发明专利]一种基于启动压力梯度的水合物开采数值模型的建立方法

权利要求书

1.一种基于启动压力梯度的水合物开采数值模型的建立方法，其特征在于，包括：

步骤100、通过南海水合物储层样品的启动压力梯度实验获取南海水合物储层启动压力梯度与储层参数的定量关系，基于所述南海水合物储层启动压力梯度与储层参数的定量关系，采用拟启动压力梯度表征非达西渗流段，使用达西定律描述非达西渗流段的渗流过程；

步骤200、结合南海水合物在低渗储层中的渗流过程，基于启动压力梯度完善水合物开采模拟控制模块中的质量守恒方程，根据南海水合物储层样品的启动压力梯度实验结果建立启动压力梯度模块以控制启动压力梯度的大小，所述水合物开采模拟控制模块内的启动压力梯度由所述启动压力梯度模块控制大小；

步骤300、启动压力梯度模块耦合南海水合物储层样品的启动压力梯度测试结果，进而完善水合物开采模拟控制模块内的质量守恒方程，以南海SH2站位水合物储层的地层物性数据和水合物藏地质模型参数搭建所述水合物开采数值模型，模拟水合物开采过程。

2.根据权利要求1所述的一种基于启动压力梯度的水合物开采数值模型的建立方法，其特征在于，步骤100中所述南海水合物储层启动压力梯度与储层参数的定量关系方程为：

式中λ为启动压力梯度，MPa·m^-1；k为渗透率，10^-3μm²；μ为地层水的粘度是常数。

3.根据权利要求1所述的一种基于启动压力梯度的水合物开采数值模型的建立方法，其特征在于，步骤100中所述使用达西定律描述非达西渗流段的渗流过程的方程为：

式中λ为启动压力梯度，MPa·m^-1；k为渗透率，10^-3μm²；μ为地层水的粘度是常数，为渗流速度，cm/s；p为压力，MPa。

4.根据权利要求1所述的一种基于启动压力梯度的水合物开采数值模型的建立方法，其特征在于，步骤200中南海水合物在低渗储层中的渗流过程为：采用拟启动压力梯度表征非达西渗流段，使用达西定律描述非达西渗流段的渗流过程。

5.根据权利要求1所述的一种基于启动压力梯度的水合物开采数值模型的建立方法，其特征在于，步骤200中基于启动压力梯度完善水合物开采模拟控制模块中的质量守恒方程，具体为：

对液相组分守恒方程中的流动相进行修改完善，其中水组分w质量守恒方程修改如下式，

式中：A为液相；I为冰相；G为气相；α为A或I或G；为孔隙度；S_α为各相饱和度；ρ_α为各相密度；X^w_α为各相中水组分质量分数；q_A为注入液相质量；q_G为注入气相质量；Q^w为水合物分解产水；k为绝对渗透率；k_rA、k_rG分别为水相、气相相对渗透率；μ_A、μ_G分别为液相、气相粘度；分别为液相、气相压力梯度；g为重力加速度；D为深度差；λ为启动压力梯度；t为开采时间；

液相甲烷m组分质量守恒方程修改如下式，

式中：X^m_α为各相中甲烷组分质量分数；Q^m为水合物分解产气；

盐、抑制剂等水溶性组分i组分质量守恒方程修改如下式：

式中：Xⁱ_α为各相中甲烷组分质量分数。

6.根据权利要求1所述的一种基于启动压力梯度的水合物开采数值模型的建立方法，其特征在于，步骤200中所述启动压力梯度模块内启动压力梯度的方程为：

式中a、b为特征参数，特征参数a控制启动压力梯度的大小，特征参数b决定启动压力与储层参数关系，λ为启动压力梯度，MPa·m^-1；k为渗透率，10^-3μm²；μ为地层水的粘度是常数。