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摘要
针对天然气水合物热分解而引起的储层失稳破坏机理及影响因素不明确的问题，考虑因水合物热分解引起的地层传热、孔隙流体渗流和固体骨架的变形破坏，建立了水合物沉积层的热-流-固耦合模型及其作用下储层固体骨架的弹塑性本构模型。基于ABAQUS软件的USDFLD子程序进行二次开发，开展正交数值模拟实验，分析注热温度差、水合物沉积层的绝对渗透率和有效主应力差对水合物沉积层近井储层变形破坏影响的敏感性及影响机理。结果表明：对近井储层变形破坏影响的敏感程度由大到小依次为有效主应力差、绝对渗透率、注热温度差；水合物热分解引起的近井储层力学性质劣化和有效应力下降是导致其发生变形破坏的主要原因；有效主应力差越大，等效塑性应变最大值越大，并且受水平地应力非均匀性的影响，近井储层变形破坏最严重的位置始终位于井眼最小水平地应力方向上。该研究为热激法开采天然气水合物或含水合物地层的钻井作业提供借鉴。
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单位山西工程技术学院; 辽宁工程技术大学
