程家望，苏 正，吴能友

（1. 中国科学院广州能源研究所，广州 510640；2. 中国科学院天然气水合物重点实验室，广州 510640；3. 中国科学院大学，北京 100049）



天然气水合物降压开采储层稳定性模型分析*

程家望1,2,3，苏 正1,2†，吴能友1,2

（1. 中国科学院广州能源研究所，广州 510640；2. 中国科学院天然气水合物重点实验室，广州 510640；3. 中国科学院大学，北京 100049）

摘 要：储层稳定性是天然气水合物开采所面临的关键问题。本文基于多孔介质流体动力学和弹性力学，建立了天然气水合物降压开采储层稳定性数学模型，包括储层沉降和井壁稳定性分析两个方面，并以墨西哥湾某处水合物藏的基本参数为例，进行了水合物降压开采储层稳定性的模拟计算。结果表明，在水合物降压开采的过程中，孔隙流体压力降低导致了储层的沉降，最大的沉降发生在井壁附近，水合物分解会加剧储层的沉降；降低井孔压力会造成井壁破坏的潜在危险，在井壁附近，周向和垂向应力达到最大处容易发生失稳破坏，地层的水平应力差会增加井壁的不稳定性。

关键词：天然气水合物；降压开采；储层沉降；井壁稳定性

0 前 言

天然气水合物已成为当今地球科学和能源工业发展的一大热点。天然气水合物能否在未来能源结构中有所贡献，关键在于能否被经济有效地开采[1]。天然气水合物的开采方法有降压、注热、注化学剂法等，而降压法被视为目前最经济可行的方法[2]。降压法主要是通过开采井抽取水合物储层内的流体而达到减小储层内部压力的目的，当储层内压力低于水合物相平衡压力时，水合物就会发生分解。……