[发明专利]一种天然气水合物产水出砂定量化预测方法

权利要求书

1.一种天然气水合物产水出砂定量化预测方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1:构建天然气水合物产水出砂定量化预测实验系统，所述系统包括釜体，在所述釜体内设置有模拟粗大挡砂介质，所述模拟粗大挡砂介质和釜体内壁之间的空隙用于作为填砂区；在所述釜体的外壁间隔设置有实验物料进口；在所述釜体顶部设置有端盖，釜体底部设置有气液砂出口，在所述气液砂出口连接有出口背压阀；

步骤2：获取天然气水合物储层原位/复配砂样，以及天然气水合物储层液体；

步骤3：将所获取到的天然气水合物储层原位/复配砂样以及天然气水合物储层液体，分别在往实验物料进口进行实验填砂-填水-充气量，以合成天然气水合物；

步骤4：合成天然气水合物后，按照不同降压路径进行降压，降压过程中，随着水合物的不断分解，气液砂出口处会产出气、液、砂三相物质，对其中的液、砂进行收集，并计量，获取对应时间段以及累计产水、出砂量；

步骤5：随着降压的结束，填砂区停止产气、产液、出砂，则实验结束；

步骤6：设置不同的的储层参数、不同的降压方案，重复上述步骤2-5，获取不同水合物储层、不同降压方案下的多组产水、出砂数据，将该数据分析，形成天然气水合物产水出砂定量化预测图版及出砂预测模型；

步骤7：在天然气水合物试采-开采过程中，根据不同的储层压力阶段，结合天然气水合物产水出砂定量化预测图版及出砂预测模型，并进行换算，得到实际生产中的产水出砂预测数据。

2.如权利要求1所述的天然气水合物产水出砂定量化预测方法，其特征在于，在所述步骤7中，进行换算的换算方式：

采用半径α、高度β的粗大挡砂介质充当模拟套管，而环形填砂区的厚度为γ；而实际生产为直井，且采用半径为α套管，长度δ，监测仪器监测到的降压分解影响的地层最远范围距离井筒轴向约ε；按照体积比的方式，在实验中得到的产水量为A₁，出砂量为B₁；实际生产井的单位长度对应的产水出砂量分别为A₂、B₂,则换算关系为：

。

3.如权利要求1所述的天然气水合物产水出砂定量化预测方法，其特征在于，在所述步骤2中，分别在往实验物料进口进行实验填砂-填水-充气量包括：

按照地层孔隙度、含水饱和度、水合物饱和度分别计算填砂、加水及充气量，利用端盖和釜体压力施加轴向和周向压力，以实现填样区的应力条件与储层相似。

4.如权利要求2所述的天然气水合物产水出砂定量化预测方法，其特征在于，所述合成天然气水合物包括：

按照气饱和方式合成水合物，将孔隙甲烷气体压力提高至目标值，以合成甲烷水合物，釜体充入过量气并开始降温，当温度降低至水合物相平衡线左侧后，甲烷水合物生成。

5.如权利要求4所述的天然气水合物产水出砂定量化预测方法，其特征在于，整个甲烷水合物生成的过程超过10小时。

6.如权利要求4或5所述的天然气水合物产水出砂定量化预测方法，其特征在于，甲烷水合物生成的过程结束后，继续向填砂区驱替液体，驱替过程保持釜体内部压力稳定，利用储层液体缓慢驱替剩余气体直至气体排空。

7.如权利要求1所述的天然气水合物产水出砂定量化预测方法，其特征在于，在所述步骤4中，所述不同降压路径包括单位时间内均匀降低固定压力值和单位时间非均匀降低固定压力值两种方式。

8.如权利要求1所述的天然气水合物产水出砂定量化预测方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述储层液体用储层上方的海水，储层原位砂用海底表层泥代替。