含甲烷水合物的玻璃珠渗透率实验与簇状等径颗粒模型

作者：肖长文; 李小森^*; 李刚; 余杨; 余建星; 李世龙; 吕秋楠

来源：中南大学学报(自然科学版), 2022, 53(03): 846-854.

• 甲烷水合物
• 玻璃珠
• 水相渗透率
• 水合物饱和度
• 等径颗粒

为研究天然气水合物对沉积物渗透率的影响，首先，利用含甲烷水合物的多孔介质渗透率测量实验装置，在BZ-02型玻璃珠(平均粒径为228.4μm)中生成甲烷水合物；其次，采用稳态注水法测量不同甲烷水合物饱和度下多孔介质的水相有效渗透率；最后，根据多孔介质堆积模式与水合物的生成形态，提出了簇状等径颗粒模型。研究结果表明：采用多次注水增压的方法，可以有效提高反应釜内的水合物生成速率；在渗透率测量过程中，反应釜两端的差压随时间先上升，而后保持较长时间稳定；在较低水合物饱和度(低于15%)条件下，有效渗透率随甲烷水合物饱和度增大而逐步减小；玻璃珠的堆积模式为斜方排列堆积，甲烷水合物在孔隙中的赋存形式为簇状等径球状颗粒，孔隙内表面积随着甲烷水合物颗粒个数增多而增大；当ARCHIE饱和度指数n为10时，簇状等径颗粒模型与实验数据吻合度较好，含水合物与不含水合物时的多孔介质渗透率之比与甲烷水合物饱和度呈指数递减关系。

• 单位
  天津大学; 中国科学院广州能源研究所; 水利工程仿真与安全国家重点实验室