孙嘉鑫，赵洪宝,2，曹鑫鑫，毛佩筱

(1.中国地质大学(武汉)工程学院，武汉 430074；2.中建八局轨道交通建设有限公司，南京 210033)

天然气水合物(nature gas hydrate, NGH)是气体分子和水分子在高压、低温条件下形成的一种笼形结晶化合物，其外形如冰雪状，通常呈白色，遇火即可燃烧，又称可燃冰[1]。天然气水合物已被证实大量赋存于冻土地带和浅海地层[2]，而全球约99%的天然气水合物都赋存在海域，资源储量十分巨大[3]。研究表明，全球天然气水合物藏中赋存的总碳含量为1016～1018m3[4]，远超出当前已发现传统化石能源(石油、天然气和煤)的总碳含量[5-7]，大概是其有机碳总量的2倍。现场调查表明，天然气水合物储层厚度一般为30～100 m，分布面积可达1015km2，单个海域水合物的储量就可高达1014m3，可见其储层规模之大，这是其他常规天然气气藏无法比拟的[8]。此外，天然气水合物的能量密度极高，在标准状况(101.325 kPa、0 ℃)下，1 m3的天然气水合物分解可释放出约164 m3的甲烷气体[9]。因而，水合物是未来最具开发前景的地质新能源之一。

实现对天然气水合物资源的高效开发，首先就是要选择合适的开采目标区。而数值模拟作为一种非常重要的预测手段，能够为调查选址阶段的靶区选择、开采准备阶段的方案设计和后续实施阶段的风险防控提供重要的理论依据[10]。此外，通过与现场实测数据之间的对比和校正，能够直观揭示和推测储层中的水合物分解情况[11-15]。对此，中外研究学者前期已经进行了大量积极有益的探索[16-20]，并在传统开采设计(如直井定压开采等)的基础上又进行了进一步地拓展和优化[21]。……