[發(fā)明專利]一種海洋非成巖天然氣水合物藏開(kāi)采系統(tǒng)及其開(kāi)采工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710179721.7
• 申請(qǐng)日: 2017-03-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106837257B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伍開(kāi)松;趙金洲;陳柯杰;周守為;王國(guó)榮;王雷振
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B43/01
• 分類號(hào): E21B43/01;E21C50/00
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.一種海洋非成巖天然氣水合物藏開(kāi)采系統(tǒng)的開(kāi)采工藝，開(kāi)采系統(tǒng)包括依次連接的鉆采平臺(tái)（1）、入井通道（2）和生產(chǎn)主通道（3），所述的生產(chǎn)主通道（3）的兩側(cè)設(shè)置有多個(gè)與之相連通的采掘巷道（4），采掘巷道（4）包括已采空巷道（401）、采掘工作巷道（402）和待開(kāi)采巷道（403），采掘工作巷道（402）中放置有開(kāi)采裝備（5），已采空巷道（401）中放置有回填裝備（6），所述的回填裝備（6）包括二氧化碳水合物制備裝置（601）和填充裝置（602），填充裝置（602）設(shè)置在端頭，二氧化碳水合物制備裝置（601）設(shè)置在其后，回填裝備（6）與開(kāi)采裝備（5）的后端相連，所述的開(kāi)采裝備（5）包括從前往后依次設(shè)置的盾構(gòu)裝置（501）、二次破碎裝置（502）、分解裝置（503）和天然氣分離與輸送裝置（504），天然氣分離與輸送裝置（504）連接在鉆采平臺(tái)（1）上，在天然氣分離與輸送裝置（504）上還連接有回填裝備（6）的二氧化碳水合物制備裝置（601），所述的入井通道（2）包括入井隔水管柱段（201）和入井地層通道段（202），入井隔水管柱段（201）的上端連接在鉆采平臺(tái)（1）上，入井隔水管柱段（201）的下端與入井地層通道段（202）相連通，入井地層通道段（202）與生產(chǎn)主通道（3）相連通，其特征在于：開(kāi)采工藝步驟為：

S1、建立基礎(chǔ)設(shè)施，在海面（8）上建立鉆采平臺(tái)（1），在鉆采平臺(tái)（1）的下方設(shè)置與之連接的入井隔水管柱段（201），入井隔水管柱段（201）的下端直至海床表面（7），放入開(kāi)采裝備（5），開(kāi)采裝備（5）中的盾構(gòu)裝置（501）建造入井地層通道段（202）；

S2、生產(chǎn)主通道（3）的形成及生產(chǎn)主通道（3）的開(kāi)采，通過(guò)開(kāi)采裝備（5）中的盾構(gòu)裝置（501）沿產(chǎn)層方向建造生產(chǎn)主通道（3），此時(shí)，盾構(gòu)裝置（501）將含天然氣水合物的固體物質(zhì)進(jìn)行粉碎、收集并運(yùn)送至二次破碎裝置（502）中，二次破碎裝置（502）再對(duì)運(yùn)送來(lái)的物質(zhì)進(jìn)行二次粉碎并使之成為顆粒物，二次破碎裝置（502）將顆粒物運(yùn)送至分解裝置（503）中分解成氣液固多相混合物流，氣液固多相混合物流再被運(yùn)送至天然氣分離與輸送裝置（504）進(jìn)行分離，分離后的天然氣通過(guò)入井地層通道段（202）和入井隔水管柱段（201）輸送至鉆采平臺(tái)（1）上進(jìn)行收集，分離天然氣后的氣液多相混合物流剩余部分為漿體，剩余漿體被抽取至設(shè)置在海床表面（7）上的漿體暫存罐（9）中；

S3、采掘巷道（4）的形成及采掘巷道（4）的開(kāi)采，在生產(chǎn)主通道（3）形成一段后，開(kāi)采裝備（5）通過(guò)盾構(gòu)裝置（501）向生產(chǎn)主通道（3）的兩側(cè)的待開(kāi)采巷道（403）進(jìn)行開(kāi)采形成采掘工作巷道（402），此時(shí)，盾構(gòu)裝置（501）將含天然氣水合物的固體物質(zhì)進(jìn)行粉碎、收集并運(yùn)送至二次破碎裝置（502）中，二次破碎裝置（502）再對(duì)運(yùn)送來(lái)的物質(zhì)進(jìn)行二次粉碎并使之成為顆粒物，二次破碎裝置（502）將顆粒物運(yùn)送至分解裝置（503）中分解成氣液固多相混合物流，氣液固多相混合物流再被運(yùn)送至天然氣分離與輸送裝置（504）進(jìn)行分離成天然氣和漿體，分離后的天然氣通過(guò)入井地層通道段（202）和入井隔水管柱段（201）輸送至鉆采平臺(tái)（1）上進(jìn)行收集，剩余漿體被轉(zhuǎn)運(yùn)至二氧化碳水合物制備裝置（601）中，從鉆采平臺(tái)（1）輸入二氧化碳與之混合，制備形成固態(tài)二氧化碳水合物，并轉(zhuǎn)運(yùn)至填充裝置（602）；

S4、回填，當(dāng)采掘工作巷道（402）開(kāi)采完畢后，開(kāi)采裝備（5）從其中退出并移向下一個(gè)待開(kāi)采巷道（403）進(jìn)行開(kāi)采，此時(shí)的采掘工作巷道（402）變?yōu)橐巡煽障锏溃?01），固態(tài)二氧化碳水合物被轉(zhuǎn)運(yùn)至填充裝置（602），并通過(guò)填充裝置（602）將固態(tài)二氧化碳水合物填充至已采空巷道（401）中將其填滿；

S5、當(dāng)生產(chǎn)主通道（3）開(kāi)采完畢后，將海床表面（7）上的漿體暫存罐（9）中的漿體導(dǎo)入二氧化碳水合物制備裝置（601），制備形成固態(tài)二氧化碳水合物，并轉(zhuǎn)運(yùn)至填充裝置（602），回填至已開(kāi)采完畢的生產(chǎn)主通道（3），重復(fù)上述工藝步驟，進(jìn)行逆向分層建造新的生產(chǎn)主通道（3），直至所有產(chǎn)層開(kāi)采完畢。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海洋非成巖天然氣水合物藏開(kāi)采系統(tǒng)的開(kāi)采工藝，其特征在于：所述的生產(chǎn)主通道（3）為盾構(gòu)形成的，生產(chǎn)主通道（3）為水平態(tài)或傾斜態(tài)或彎曲態(tài)，其具體形態(tài)由產(chǎn)層走向確定，生產(chǎn)主通道（3）的橫截面形狀為圓形或矩形或其他形態(tài)。