天然氣水合物的開采會導致海平面會降低，導致海底壓力降低，海水溫度升高。這可能導致含甲烷水合物層的坍塌，并可能導致大規(guī)模滑坡。從塌陷的甲烷水合物層排放的大量甲烷將消耗海水中的氧氣，這可能導致大量海洋生物因海洋缺氧事件而死亡，許多研究人員正在對上述風險進行研究。
 
模擬器研發(fā)的必要性
 
雖然已經(jīng)提出了一些理論來確定這些現(xiàn)象是否是由含甲烷水合物層的塌陷引起的，但目前還沒有普遍接受的概念，認為這些現(xiàn)象是由含甲烷水合物層的坍塌引起的理論，含甲烷水合物層本身的塌陷被認為是由地質時間尺度的氣候變化引起的。幾千到幾十萬年。更具體地說，這些理論聲稱含甲烷水合物層的塌陷將是氣候變化的結果，對全球變暖的焦慮伴隨著含甲烷水合物層的崩塌是一種自然現(xiàn)象，應根據(jù)地質時間尺度加以評估。
 
在與甲烷水合物層產(chǎn)生甲烷氣體有關的人類環(huán)境風險方面，我們可以通過觀察涉及常規(guī)天然氣生產(chǎn)的案例來調查這些風險。因此有必要從學術會議和其他來源收集關于研究和發(fā)展等方面的信息，雖然自然發(fā)生的全球范圍的環(huán)境風險不是一個與研發(fā)計劃直接相關的問題，但必須不斷收集和分析信息，并引入有益于開發(fā)的信息。對全球變暖的焦慮伴隨著含甲烷水合物層的崩塌是一種自然現(xiàn)象，應根據(jù)地質時間尺度加以評估。在與甲烷水合物層產(chǎn)生甲烷氣體有關的人類環(huán)境風險方面，我們可以通過觀察涉及常規(guī)天然氣生產(chǎn)的案例來調查這些風險。從水合物開采的角度以及對風險的預防方面非常有必要開發(fā)天然氣水合物實時生產(chǎn)模擬器。
 
組成與功能
 
生產(chǎn)模擬器由多種計算程序組成，包括定義初始儲層性質，確定儲層特征、性質和條件的程序、描述生產(chǎn)過程中儲層性質變化的油藏物性變化計算程序、計算甲烷水合物地層和離解平衡條件的相行為計算程序以及生成/離解速率，以及計算相性質的程序，得到各相的狀態(tài)量和焓等。
 
模擬器具有以下功能：·可能對天然氣、水、甲烷水合物、水冰和鹽·等五個階段進行操作，使其能夠處理甲烷、氮氣、水、甲醇和鹽等五個組分，甲烷水合物形成的動力學方程。能夠處理與甲烷水合物形成有關的放熱和吸熱行為，引入了水冰形成和分解的動力學方程，可處理咸水相鹽沉淀、鹽溶解到水相以及伴隨的放熱和吸熱反應-甲烷水合物-甲烷三相平衡曲線的可能轉變。水(水冰)與甲醇或鹽分濃度和甲醇或鹽濃度的計算相匹配。考慮到可能對多口生產(chǎn)井和注入井(包括含甲烷水合物層的垂直、定向和水平井)結構的操縱，計算甲烷在水相中的溶解度。考慮外地層溫度剖面的井筒采用動態(tài)局部網(wǎng)格精化法和混合網(wǎng)格系統(tǒng)·處理定壓、恒流量、恒壓恒溫面等邊界條件，從而提高了計算精度和計算速度。能夠處理壓實引入的降低滲透率的問題。有效滲透率和相對滲透率作為甲烷水合物飽和度的函數(shù)，能夠處理各種基本采油方法及其組合如減壓法、熱刺激法、熱驅法、緩蝕劑注入法、注氮法等的產(chǎn)能和生產(chǎn)行為分析。
 
模擬器的應用
 
日本利用(MH 21-HYDRES)模擬器對第二次陸上天然氣水合物生產(chǎn)試驗結果進行了中間解釋和后驗解釋，并對其生產(chǎn)行為進行了分析和評價。對于第一次冬季試井，通過調整儲層參數(shù)，假設井周鄰近地層出砂和匹配模擬井眼流體流動不穩(wěn)定，滲透率增加，試驗結果大致再現(xiàn)，但由于生產(chǎn)周期短，模擬器功能的細節(jié)還沒有得到充分的驗證。在第二次冬季試驗中，實驗期間的產(chǎn)氣量變化約為6天，在恒定的井底壓力下的產(chǎn)氣率和產(chǎn)水速率均出現(xiàn)了變化，而且模擬估算的甲烷水合物離解帶的地層溫度與實測井底溫度基本一致。此外，利用生產(chǎn)試驗的匹配模擬，對現(xiàn)場氣、水的相對滲透率進行了評價，提高了生產(chǎn)模擬器的整體精度。
 
從甲烷水合物的形成和解離、水冰的形成和分解等方面對甲烷水合物模擬器所需的物理和化學現(xiàn)象進行了可能的充分計算，并對水合物解離后的兩相流體流動現(xiàn)象進行了可能的充分表達。此外，這些計算在現(xiàn)場規(guī)模生產(chǎn)的行為預測問題上也有很好的收斂性，
 
天然氣水合物實時生產(chǎn)模擬器是開發(fā)天然氣水合物必備的工具，需要做到井筒、管線、海底儲層的變化的實時監(jiān)測與控制，全井生產(chǎn)周期的優(yōu)化設計，保證多相流安全輸送，降低風險保證安全可控的操作。