[發明專利]一種天然氣水合物三維井網裝置無效

申請號：	201010603139.7	申請日：	2010-12-23
公開（公告）號：	CN102162353A	公開（公告）日：	2011-08-24
發明（設計）人：	李小森;李剛;張郁;王屹;陳朝陽;李清平	申請（專利權）人：	中國科學院廣州能源研究所
主分類號：	E21B43/30	分類號：	E21B43/30
代理公司：	廣州科粵專利商標代理有限公司 44001	代理人：	黃培智;莫瑤江
地址：	510640 廣***	國省代碼：	廣東;44
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種天然氣水合物三維裝置
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種天然氣水合物三維井網裝置，尤其涉及一種可以用于模擬實驗的天然氣水合物三維井網裝置。

背景技術

天然氣水合物(以下簡稱水合物)是指天然氣與水在一定溫度和壓力下生成的一種籠狀晶體物質，其遇火即可燃燒，俗稱“可燃冰”。早期對天然氣水合物的研究主要針對抑制水合物的生成，是為了解決油、氣生產和運輸過程中管道、設備的堵塞問題。隨著人們對天然氣水合物研究的不斷深入，天然氣水合物的特性及對環境的影響越來越為人類認識，其作為一種有效的替代能源的價值也益顯突出。

天然氣水合物可以以多種方式存在于自然界中，天然氣水合物在洋底埋藏時呈固體，在開采過程中分子構造發生變化，從固體變為氣體，也就是說，水合物在開采過程中發生相變。基于天然氣水合物的特點，它與常規傳統型能源的開發方式不同。目前大多數有關天然氣水合物的開發思路基本上都是首先考慮如何將蘊藏在沉積物中的天然氣水合物進行分解，然后再將分解得到的天然氣開采至地面。一般來說，人為地打破天然氣水合物穩定存在的溫度壓力條件，造成其分解，是目前開發天然氣水合物中甲烷資源量的主要方法。

現有的開采方法大體上可分為以下三類：

(一)熱力開采法，該方法主要是將蒸氣、熱水、熱鹽水或其它熱流體從地面泵入天然氣水合物儲層，或采用火驅法、電極原位加熱等諸多方法促使儲層溫度上升而達到水合物分解的目的；

(二)化學劑開采法，以方法主要是利用某些化學劑，諸如鹽水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等來改變水合物形成的相平衡條件，降低水合物穩定溫度，以達到分解的目的；

(三)降壓開采法，以方法主要是通過降低壓力而引起天然氣水合物穩定的相平衡曲線的移動，從而促使天然氣水合物分解，開采水合物層之下的游離氣是降低儲層壓力的一種有效方法。

降壓開采法與熱力開采法、化學劑開采法相結合的開采，可能成為今后大規模開采天然氣水合物的有效方法之一。目前，研究出天然氣水合物有效、快速、經濟的開采方法，為大規模開采天然氣水合物提供實驗基礎和依據，是緩解與日俱增的能源壓力的有效途徑。

由于各地的地質條件和天然氣水合物的成分不同，形成機制各異，所以一般通過模擬實驗進行研究，直接指導勘查開發。但現有的實驗設備相對比較簡單，難以滿足目前海洋天然氣水合物的研究需要，同時完全為海洋天然氣水合物勘探開發服務的專業模擬實驗室還比較少。尤其是三維的天然氣水合物開采井網布置的方法和裝置還未見諸報道。

因此，現有技術有待于完善和發展。

發明內容

本發明所要解決的問題在于提供一種專業模擬海洋天然氣水合物開采的天然氣水合物三維井網裝置。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種天然氣水合物三維井網裝置，包括密封的模擬腔，以及由若干伸入模擬腔內部的井簇形成的井網，所述井簇包括：

垂直井簇，由1根或者若干根垂直井管組成，各根垂直井管分別伸入至模擬腔內不同深度的水平層面上；

水平井簇，由1根水平井管組成，所有水平井管均位于上述水平層面上，各根水平井管分別伸入并水平貫穿模擬腔，直到水平井管的末端面緊貼模擬腔內壁面。

所述的天然氣水合物三維井網裝置，所述水平井簇平均分布在模擬腔內各水平層面上，使各水平層面上分別分布有1組或者3組水平井簇。

所述的天然氣水合物三維井網裝置，在所述各水平層面上分布的水平井簇位置如下：在1組的情形下，該1組水平井簇位于該水平層面的中心位置；在3組的情形下，其中1組水平井簇位于該水平層面的中心位置，另外2組分別位于模擬腔內部該水平層面的邊緣。

所述的天然氣水合物三維井網裝置，伸入模擬腔內部的垂直井簇有數組，其中1組作為垂直中心井簇，設在模擬腔垂直方向上的中心，其余各組作為垂直旁側井簇，垂直旁側井簇呈正方形分布，并緊貼三維模型模擬腔內壁面。

所述的天然氣水合物三維井網裝置，所述垂直井簇有5組或9組。

所述的天然氣水合物三維井網裝置，所述模擬腔由上法蘭、筒體和下法蘭通過螺栓固定密封而形成。