(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111548694.9 (22)申请日 2021.12.17 (71)申请人 中国石油大 学 （华东） 地址 266580 山东省青岛市黄岛区长江西 路66号 (72)发明人 侯健　刘永革　杨骏儒　李果　 赵二猛　杜庆军　周康　韦贝　 (51)Int.Cl. G16C 20/30(2019.01) G16C 10/00(2019.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于物质能量平衡原理的天然气水合 物藏储量核算方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于物质能量平衡原理 的天然气水合物藏储量核算方法， 包括以下步 骤： 1)收集天然气水合物藏的基础地质参数和开 发参数； 2)假设水合物的分解率并根据物质平衡 方程计算水合物原始储量； 3)根据得到的水合物 原始储量和能量守恒原理计算水合物的总分解 焓； 4)根据水合物的分解动力学得到新的水合物 的分解率； 5)判断水合物的分解率与假 设分解率 是否满足误差要求， 若不满足， 采用计算得到的 分解率进行迭代计算， 直至满足误差要求。 本方 法将物质平衡方程、 能量守恒原理和水合物分解 动力学相结合对天然气水合物藏原始储量进行 核算， 具有计算速度快、 实用性强的特点， 可为天 然气水合物藏的合理开发提供技 术支持。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 114220499 A 2022.03.22 CN 114220499 A 1.一种基于物质能量平衡原理的天然气水合物藏储量核算方法， 其特征在于， 包括以 下步骤： 步骤S1： 收集目标天然气水合物藏的基础地质参数和开发参数， 并假设一个水合物分 解率； 步骤S2： 根据物质平衡方程和水合物分解 率计算水合物 原始储量； 步骤S3： 根据得到的水合物 原始储量和能量守恒原理计算水合物的总分解热； 步骤S4： 根据水合物的分解动力学 得到新的水合物分解 率； 步骤S5： 判断水合物的分解率与假设分解率是否满足误差要求， 若不满足， 采用计算得 到的分解 率进行迭代计算， 直至满足误差要求。 2.如权利要求1所述的一种基于物质能量平衡原理的天然气水合物藏储量核算方法， 其特征在于， 所述步骤S1中， 目标天然气水合物藏为仅包含水合物相和水相的III类水合物 藏。 3.如权利要求1所述的一种基于物质能量平衡原理的天然气水合物藏储量核算方法， 其特征在于， 所述 步骤S1中， 假设的水合物分解 率取值范围应为0～1。 4.如权利要求1所述的一种基于物质能量平衡原理的天然气水合物藏储量核算方法， 其特征在于， 所述 步骤S2中， 水合物 原始储量的计算方法为： 式中， Vh为天然气水合物藏中水合物的原始体积； Bg为天然气的体积系数； Gp为产出气 的地面体积； Bw为产出水的体积系数； Wp为产出水的地面体积； Vgd为单位体积 水合物分解生 成的甲烷的地面体积； Sh为原始水合物饱和度； R为水合物的分解率； Vwd为单位体积水合物 分解生成的水的地面体积； Cp为岩石压缩系数； pi为天然气水合物藏原始压力； 为天然气 水合物藏目前平均地层压力。 5.如权利要求1所述的一种基于物质能量平衡原理的天然气水合物藏储量核算方法， 其特征在于， 所述 步骤S3中， 水合物的总分解热计算方法为： Hd＝Hi‑Hr‑Hp+Hc                         (2) 式中， Hd为水合物的总分解热； Hi为初始时刻天然气水合物藏中水合物相、 水相以及岩 石基质的热能之和； Hr为当前时刻天然气 水合物藏中水合物相、 水相、 气相以及岩石基质的 热能之和； Hp为产出气和产出 水的热能之和； Hc为顶底盖层的传入热能； Hi的计算方法为： 式中， T为温度； nhi为初始时刻天然气水合物藏中水合物的总摩尔数； T0为参考温度； Ti 为天然气水合物藏原始温度； Ch为水合物的摩尔热容； nwi为初始时刻天然气水合物藏中水 的总摩尔数； Cw为水的摩尔热容； Vr为天然气水合物藏中岩石基质的体积； Cr为岩石基质的 体积热容； Hr的计算方法为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114220499 A 2式中， nh为当前时刻天然气水合物藏中水合物的总摩尔数； 为当前时刻天然气水合物 藏的平均地层温度； nw为当前时刻天然气水合物藏中水的总摩尔数； ng为当前时刻天然气水 合物藏中甲烷的总摩尔数； Cg为气的摩尔热容； 为初始温度下的气的余焓； 为平均 地层温度 下的气的余焓； 假设顶底盖层向天然气水合物藏中的传热为半无限大物体非稳态导热， 则Hc的计算方 法为： 式中， npg为产出气的总摩尔数； Tp为产出温度； npw为产出水的总 摩尔数； A为天然气水合 物藏与顶 底盖层的接触面积； λ为顶 底盖层导热系数； t为 生产时间。 6.如权利要求1所述的一种基于物质能量平衡原理的天然气水合物藏储量核算方法， 其特征在于， 所述 步骤S4中， 新的水合物分解 率的计算方法为： 式中， Rnew为新的水合物分解率； nhd为分解的水合物的总摩尔 数； Hdm为单位摩尔水合物 的分解热。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114220499 A 3