大数据-算法-海洋天然气水合物试开采数值模拟及方案优化.pdf

【大数据在海洋天然气水合物开采中的应用】 大数据在现代科技领域中扮演着至关重要的角色，特别是在复杂的工程问题解决和资源开发中。海洋天然气水合物作为一种潜在的巨大清洁能源，其开采过程中涉及到大量的数据处理和分析。通过对大数据的利用，科学家们能够更深入地理解和优化天然气水合物的开采策略。 在论文《大数据-算法-海洋天然气水合物试开采数值模拟及方案优化》中，研究者运用了大数据分析和数值模拟技术来研究天然气水合物的开采。这种技术结合了现场采集的数据，如水合物饱和度、渗透率、孔隙度、温度和压力条件，以及实际开采试验的压力等参数，通过TOUGH+hydrate模拟软件进行模拟。TOUGH+hydrate是一款专门用于多相流体在复杂地质环境中的流动模拟工具，特别适用于天然气水合物的生成和分解过程。 论文首先对日本Nankai海槽的开采试验进行了数值模拟，并将模拟结果与实地开采数据进行对比。结果显示，当模型能够准确反映水合物储层的渗透率和饱和度非均质分布时，模拟的产气速率与实际数据吻合良好，证明了TOUGH+hydrate软件在天然气水合物开采模拟中的可靠性和准确性。 之后，研究聚焦于中国南海北部陆坡神狐海域的天然气水合物优化开采。基于2007年广州海洋地质调查局的钻探资料，特别是SH2钻孔的地质信息，研究了单一水平井和双水平井的降压及降压注热联合开采方案。降压注热联合开采在初期能显著提高产气速率，但在后期效果减弱，可能是因为随着开采，井周水合物含量下降。双水平井的开采方案中，上井降压下井注热的方式在初期产气速率低于双井均降压时的产气速率，但两者在生产后期都呈现出稳定降低的趋势。 通过大数据分析和数值模拟，研究者发现井底压力对产气速率有直接影响：压力越低，水合物分解的驱动力越大，初期产气速率越高，但长期来看，不同方案之间的产气速率差异会减小。在2.7MPa的井底压力下，双水平井在五年开采后的累积产气量是单一水平井的2.3倍，而累积产水量则为1.9倍。 关键词：海洋天然气水合物，开采验证，数值模拟，降压注热联合开采 该研究展示了大数据分析和高级算法在海洋天然气水合物开采方案优化中的价值，为未来的开采决策提供了科学依据，并强调了模拟结果与实地数据对比验证的重要性。通过这样的方法，我们可以更好地理解水合物储层的行为，提高开采效率，同时减少环境影响。