渗透率是控制含水合物沉积物中流体流动、传质和传热作用的重要参数。由于很难保持含水合物沉积物在渗透率测量过程中的相平衡条件，现有研究中关于含水合物沉积物的渗透率实验数据较少，且数据准确性存在一定争议。通过孔隙网络模拟方法预测沉积物中渗透率随水合物饱和度的变化是现有微观数值模拟研究的重要方向。本研究基于水合物生成动力学理论建立了含水合物沉积物有效渗透率预测的孔隙网络模型，并分析了砂质沉积物有效渗透率随水合物生成过程的演化规律。模型中，将沉积物孔隙空间中的水合物生成划分为成核和生长两个独立的子过程。水合物的成核过程随机位置发生，通过成核系数控制成核孔隙的比例；水合物优先在成核界面和固液界面生成，通过孔隙水的活度参数控制水合物在不同孔隙中的先后生长顺序；水合物一旦生成或成核便完全充填孔隙空间；通过传导率计算单相流体在非水合物相孔隙中的有效渗透率。研究先利用规则模型分析了模型维度、成核系数、水合物生长方式对生成水合物分布和有效渗透率的影响，随后利用7组不同砂质沉积物的CT图像分析了沉积物中有效渗透率与水合物饱和度之间的定量关系。相关结论和分析如下：
（1）在二维模型和三维模型中，沉积物有效渗透率随水合物饱和度增加均呈现非线性下降趋势；二维模型预测的沉积物有效渗透率在水合物饱和度20~30%时减小到0，三维模型预测的有效渗透率在水合物饱和度60%左右时减小到0；基于二维模型预测的渗透率衰减系数远大于三维模型。
（2）水合物成核比例影响沉积物中的水合物分布状态：较高水合物成核比例控制下，生成水合物更倾向于分散式分布；较低水合物成核比例控制下，生成水合物更倾向于在局部孔隙中聚集分布。沉积物的有效渗透率衰减系数随着成核比例的增加，呈现出逐渐递增的趋势。
（3）不同的水合物生长模式下，计算得到的沉积物有效渗透率有一定差别。这种差别在低水合物饱和度阶段不太明显；当水合物饱和度大于20%以后，高孔隙水活度优先生长模式得到的有效渗透率大于低孔隙水活度优先生长模式和均匀生长模式。
（4）不同砂质沉积物中，沉积物有效渗透率随水合物饱和度的演化规律有一定差别，但其渗透率衰减系数均处于3~4的区间范围内。据此，研究提出了适用于砂质沉积物中有效渗透率预测的工程适用模型。
       本次研究提出的模型和相关数据结果，能够为水合物储层渗流研究提供借鉴，同时为基于砂质水合物储层的水合物生产数值模拟提供重要基础参数。
 

水合物,渗透率,孔隙网络模拟,动力学