[發明專利]一種海底天然氣水合物穩定層逆向開采方法及其開采設備

在審

• 申請號: 201610071790.1
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105625998A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 伍開松;李孝艷;庹琪;霍祥洪;嚴才秀
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.一種海底天然氣水合物穩定層逆向開采方法，其特征在于：它包括以下步驟：

S1、降壓采氣：打一口生產井（1）穿越海底沉積物層（18）、天然氣水合物穩定層（19），到達生產層（20），在生產井（1）的井底安裝潛水泵（3），打開調節閥A（6），啟動降壓采氣模塊，通過潛水泵（3）抽取生產井（1）內的液體，使生產井（1）內的壓力降低，天然氣水合物穩定層（19）下面的游離態混合氣體和天然氣水合物穩定層（19）下表面分解的天然氣在海底靜水高壓的作用下，流向低壓的生產井（1）內，采出的混合流體經過潛水泵（3）和節流閥（5）后，再經過氣液固分離器（7），將混合流體中的氣體、水和泥沙進行分離，分離出的混合氣體進入氣體分離器（8），使混合氣體中的天然氣分離進入天然氣儲罐（9），二氧化碳氣體分離進入二氧化碳儲罐（10）；

S2、注熱分解：打開調節閥C（17），啟動注熱分解模塊，熱介質儲罐（16）中的熱水或蒸汽由高壓泵（12）通過控制井（13）向生產層（20）內注入，天然氣水合物穩定層（19）的下表面獲得熱量后分解，分解后的天然氣和部分地層流體通過潛水泵（3）由生產井（1）采出；

S3、二氧化碳固結：關閉調節閥A（6）和調節閥C（17），關閉降壓采氣模塊和注熱分解模塊，打開調節閥B（11），啟動二氧化碳固結模塊，將二氧化碳儲罐（10）中的二氧化碳通過高壓泵（12）加壓后由控制井（13）通入生產層（20）的底部，通入的二氧化碳在地層（22）高壓、低溫環境的作用下，與生產層（20）中的泥沙和水形成固態的二氧化碳水合物層（21），隨著二氧化碳水合物層（21）形成過程的推進，二氧化碳水合物層（21）上表面向上推移，生產層（20）的厚度逐漸減少，當減少到生產層（20）的最小厚度時，停止向生產層（20）注二氧化碳；

S4、停止注入二氧化碳，待生產層（20）內的二氧化碳與泥沙、水充分形成固態的二氧化碳水合物層（21）后，重復步驟S1、S2和S3，如此循環逆向開采天然氣水合物穩定層（19），直至海底天然氣水合物穩定層（19）減薄到適宜厚度時，停止生產。

2.如權利要求1所述的一種海底天然氣水合物穩定層逆向開采方法的開采設備，其特征在于：所述的海底天然氣水合物穩定層逆向開采設備包括降壓采氣模塊、注熱分解模塊和二氧化碳固結模塊，所述的降壓采氣模塊包括生產井（1）、潛水泵（3）、排液采氣管道（4）、氣液固分離器（7）和氣體分離器（8），生產井（1）由海平面依次穿過海底沉積物層（18）和天然氣水合物穩定層（19），并伸入生產層（20）的上部，潛水泵（3）設置于生產井（1）內側底部，排液采氣管道（4）的下端與潛水泵（3）的出口連接，上端與氣液固分離器（7）的入口連接，氣液固分離器（7）的氣體出口與氣體分離器（8）的入口連接，氣體分離器（8）的天然氣出口與天然氣儲罐（9）的入口連接，二氧化碳出口與二氧化碳儲罐（10）的入口連接，排液采氣管道（4）的管路上還安裝有節流閥（5）和調節閥A（6）；所述的二氧化碳固結模塊包括控制井（13）、注入管道（14）和高壓泵（12），控制井（13）由海平面依次穿過海底沉積物層（18）和天然氣水合物穩定層（19），并伸入生產層（20）的下部，注入管道（14）設置于控制井（13）內，且下端位于控制井（13）的底部，上端與高壓泵（12）的出口連接，高壓泵（12）的入口與二氧化碳儲罐（10）的出口連接，高壓泵（12）與二氧化碳儲罐（10）之間的管路上設置有調節閥B（11）；所述的注熱分解模塊包括加熱裝置（15）和熱介質儲罐（16），加熱裝置（15）的入口與海水連通，出口與熱介質儲罐（16）的第一入口連通，熱介質儲罐（16）的出口與高壓泵（12）的入口連通，熱介質儲罐（16）與高壓泵（12）之間的管路上設置有調節閥C（17）。

3.根據權利要求2所述的開采設備，其特征在于：所述的生產井（1）的底部設置有防沙裝置（2）。

4.根據權利要求2所述的開采設備，其特征在于：所述的氣液固分離器（7）的液體出口與熱介質儲罐（16）的第二入口連通。