天然气水合物稳定带内流体压裂计算的程序耦合方法

海洋天然气水合物稳定带气烟囱结构中存在被水合物充填的裂隙,表明在自然条件下沉积物中曾发生过流体压裂以及相关的流体流动和水合物形成。在水合物稳定带内实施人为的流体压裂工程,并联合其他方法(如降压或注热)进行水合物开采,有望提高开采效率。水合物稳定带内,无论是自然条件下发生的流体压裂过程,还是人为实施的流体压裂工程,都存在水合物反应和沉积物裂隙变形之间的耦合响应。当前,已有不少数值程序对水合物反应与沉积物弹塑性变形的耦合过程进行了定量研究,但尚没有数值程序能够计算水合物反应和离散裂隙变形之间的耦合过程。文章将TOUGH+Hydrate程序、IC-FERST和Solidity两者的耦合程序进行了进一步耦合,为水合物稳定带内的流体压裂计算提供了一种耦合计算方法,同时通过一个算例初步验证了该耦合计算方法的可行性。验证结果表明,该耦合计算方法经进一步改进后有望应用于定量研究水合物稳定带内的裂隙变形和水合物反应过程。