形状记忆效应对水合物开采井防砂用聚合物性能的影响

形状记忆聚合物防砂筛管在日本第二轮天然气水合物试采中成功应用,但形状记忆效应对聚合物孔渗特征和防砂性能等影响的研究较少。基于此,本文研发了一种以聚氨酯作为基质的形状记忆聚合物防砂材料,探究了聚合物形状记忆特性、形状记忆前后的孔渗特性和力学强度等的变化规律,并评价了防砂性能。实验结果表明:研制的多孔聚氨酯具有良好的形状记忆特性和孔渗特性,形状固定率>98%,形状恢复率为100%,形状记忆温度为59.8℃;回弹前后渗透率均维持在10 D左右,且回弹前后抗压强度均维持在1 MPa左右;压汞测试表明形状记忆是一个对材料内部大孔的压缩-回弹过程,会导致材料内部结构发生变化,造成抗压强度略有降低,但完全回弹后,渗透性会小幅度增加;防砂性能测试表明仅在实验初期会有少量砂产出,砂粒的产出会对聚氨酯渗透性有一定的损伤,但对完全回弹的聚氨酯的渗透率仍可保持在10 D左右。综合材料性能分析认为,研制的形状记忆聚氨酯材料可配合机械防砂筛管使用,能满足水合物开采井防砂的需求。     

近井储层改造对天然气水合物藏降压开采特性影响的数值模拟研究

本文基于我国第一轮海域天然气水合物试采地质模型,利用Tough+Hydrate对近井储层改造后的水合物藏进行降压开采模拟研究。探究了多孔骨架渗流通道对气/水输送、压降传播、水合物分解等的影响机制,评估了近井储层改造在不同开采层位和整个开采过程中对产能提高的贡献大小。模拟结果表明:多孔骨架渗流通道内气/水流速高,可以起到导流、防砂的作用;近井储层改造可促进压降传播,加快水合物分解,但骨架通道的增产作用随开采时间增加逐渐减弱;近井储层改造在不同开采层位起到的增产效果不同,三相层中的增产效果最明显,但由于模拟改造范围较小、形成的多孔骨架渗流通道渗透性较低,增产效果不明显,多孔骨架渗流通道高度为50 cm时,2年产气量仅提高11.7%。