摘要： 天然气水合物的开采过程中,水合物会发生相变,不仅会降低岩石的强度,同时相变分解会吸收大量的热,从而对储层的温度场产生扰动.这与多孔介质中的冻融现象本质相同,根据Gibbs-Thomson方程,孔隙中的相变温度不再是一个定值,而是与孔隙的尺度有关,即小孔中的固态晶体先于大孔发生相变.同时,相变过程中热量以潜热形式转化,并不会引起温度的变化.针对这些特点,将理论公式中的潜热与比热考虑成等效热容,从而建立了带相变的热传导控制方程.控制方程中含冰量与温度间的关系可由孔径分布曲线得到.在这个理论模型的基础上,考虑了热对流边界条件,模拟了地层岩石温度随时间的变化规律.模拟显示储层的升温曲线有明显的平稳段,即温度随时间几乎不变化.分析同时进一步表明,该温度平段的位置和长度是由孔隙大小分布决定的.

关键词: 天然气水合物, 温度扰动, 相变, 等效热容, 对流边界