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龙图腾网获悉清华大学申请的专利天然气水合物分解过程全耦合数值仿真方法及装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116580780B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-24发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310707773.2，技术领域涉及：G16C20/10；该发明授权天然气水合物分解过程全耦合数值仿真方法及装置是由吴必胜;张莉;聂元训;张海涛;程少逸设计研发完成，并于2023-06-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本天然气水合物分解过程全耦合数值仿真方法及装置在说明书摘要公布了：本申请涉及一种天然气水合物分解过程全耦合数值仿真方法及装置，其中，方法包括：建立天然气水合物在分解过程的土颗粒、水合物、气体与水的质量守恒模型、能量守恒模型、力学平衡模型和水合物分解模型，并构建天然气水合物在分解过程的热‑流‑力‑化全耦合模型，并以气体压强、水的压强、温度和不同方向的位移作为模型的基本未知量，建立热‑流‑力‑化全耦合模型的有限元弱积分形式；对有限元弱积分形式进行数值求解，并基于求解结果集合成DEHydrate模拟器，以模拟天然气水合物在分解过程中储层力学行为的演变趋势。由此，解决了现有的水合物分解模拟器无法实现渗流、水合物相变、热传递与地质力学之间的完全耦合等问题。

本发明授权天然气水合物分解过程全耦合数值仿真方法及装置在权利要求书中公布了：1.一种天然气水合物分解过程全耦合数值仿真方法，其特征在于，包括以下步骤： 建立天然气水合物在分解过程的土颗粒、天然气水合物NGH、气体与水的质量守恒模型、能量守恒模型、力学平衡模型和天然气水合物分解模型，并构建所述天然气水合物在分解过程的热-流-力-化全耦合模型； 根据所述热-流-力-化全耦合模型、所述质量守恒模型、所述能量守恒模型、所述力学平衡模型和所述天然气水合物分解模型进行全耦合，并以气体压强、水的压强、温度和不同方向的位移作为模型的基本未知量，建立热-流-力-化全耦合模型的有限元弱积分形式；以及 对所述有限元弱积分形式进行数值求解，并基于求解结果集合成DEHydrate模拟器，并基于所述DEHydrate模拟器模拟所述天然气水合物在分解过程中储层力学行为的演变趋势； 其中，所述水的质量守恒模型如下所示： 气体质量守恒模型如下所示： 所述能量守恒模型如下所示： 所述力学平衡模型如下所示： 其中，ρi和Sii=w,g,s,H分别为不同组分的密度和饱和度，φ是孔隙度，t为时间，i=w,g为流体i的动力粘度，i=w,g为水和气体的相对渗透率，与水和NGH的饱和度相关，g为重力加速度矢量，即g=[0,0,g]Tg=9.8ms2,kgs为由分解引起的不同组分的质量变化速率，kgs为气体或水的注入速率，γ为热膨胀系数，T为温度K，Cpii=g,w,s,H分别表示气体、水、土颗粒和NGH的比热容，λc为多组分综合导热系数，Qin和QH分别为注入热量和NGH分解引起的热量变化，D为刚度矩阵，δ为Kronecker算子，Pp为平均孔隙压强，ρc为饱和度加权后的总密度，u为位移，Pg为气体压强，Pw为水的压强； 所述构建所述天然气水合物在分解过程的热-流-力-化全耦合模型，包括： 基于多孔介质的多相饱和度、毛细压力、渗透率、天然气水合物分解速率、孔隙度和至少一个其它物理属性的瞬态变化，得到所述热-流-力-化全耦合模型。

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