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申请/专利权人：中国石油大学(华东)

摘要：本发明公开了一种低频电场加热开采天然气水合物藏的数值模拟方法，包括以下步骤：1根据天然气水合物藏的地质资料，建立目标区块地质模型，并进行网格划分；2考虑电流流动、水合物化学反应、多相多组分渗流、热传导和热对流，建立低频电场加热开采天然气水合物藏的数学模型；3采用有限体积法对数学模型进行耦合求解；4根据生产井的生产制度、电极分布和电场加热模式，对低频电场加热生产过程进行模拟分析。本发明提出的模拟方法综合考虑了电场加热过程的主要机理，流程简单、实用性强，可为低频电场加热开采天然气水合物藏的模拟分析提供理论依据和技术手段，具有很好的矿场应用价值。

主权项：1.一种低频电场加热开采天然气水合物藏的数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：根据天然气水合物藏的钻井、测井、地震和似海底反射资料，建立目标区块的天然气水合物藏地质模型，并进行网格划分；步骤S2：考虑低频电场加热过程中的电流流动、水合物化学反应、4相4组分渗流、热传导和热对流，建立低频电场加热开采天然气水合物藏的数学模型；所述4相包括气相、水相、水合物藏、冰相；所述4组分包括甲烷、水、水合物、盐；建立的数学模型包括质量守恒方程、能量守恒方程和电流守恒方程，具体建立过程如下：①确定甲烷、水、水合物和盐四种组分的质量守恒方程： 式中：▽为哈密顿算子；分别为水相中甲烷组分、水组分和盐组分的质量分数；分别为气相中甲烷组分和水组分的质量分数；分别为水相和气相的流动速度；qA、qG分别为生产井中水相和气相的产量；QH为水合物化学反应速率；Mm、Mw、Mh分别为甲烷、水和水合物的摩尔质量；t为时间；φ为孔隙度；SA、SG、SH、SI分别为水相、气相、水合物相和冰相的饱和度；ρA、ρG、ρH、ρI分别为水相、气相、水合物相和冰相的密度；nH为水合数；②考虑储层内的热传导、热对流、水合物反应热、生产井生产引起的热量变化以及低频电场加热的影响，确定能量守恒方程： 式中：λe为储层等效热传导系数；T为储层温度；HA、HG分别为水相和气相的比焓；ΔHh为水合物化学反应热；qele为低频电场加热产热速率；ρR为岩石的密度；UR、UA、UG、UH、UI分别为岩石、水相、气相、水合物相和冰相的比内能；③确定储层内的电流守恒方程： 式中：σ为储层电导率；ψR为电势实部；ψI为电势虚部；JR为电极的电流实部；JI为电极的电流虚部；步骤S3：采用有限体积法对步骤S2建立的数学模型进行耦合求解；步骤S4：根据生产井的生产制度、电极分布和低频电场加热模式，对天然气水合物藏的生产过程进行模拟分析。

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