[發(fā)明專利]一種天然氣水合物穩(wěn)定分采的增產(chǎn)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711047195.5
• 申請(qǐng)日: 2017-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN107859505B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫挺;楊進(jìn);段夢(mèng)蘭;林方堅(jiān);陳緣;趙穎;趙天奉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（北京）
• 主分類號(hào): E21B43/16
• 分類號(hào): E21B43/16;E21B43/24;E21B43/295;E21B43/32;E21B21/12;E21B43/01
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發(fā)明提供的一種天然氣水合物穩(wěn)定分采的增產(chǎn)裝置及方法，其中所述裝置包括：雙壁鉆桿，設(shè)置在所述雙壁鉆桿與水合物層接觸段的至少一個(gè)第一射孔；設(shè)置在所述雙壁鉆桿與水合物層接觸段、且位于所述第一射孔下部的至少一個(gè)第二射孔；在所述雙壁鉆桿的內(nèi)管內(nèi)設(shè)有采氣管道，且所述采氣管道的進(jìn)口與所述第一射孔齊高；以及在所述雙壁鉆桿的內(nèi)管內(nèi)設(shè)有采水管道，且所述采水管道的進(jìn)口與所述第二射孔齊高。本發(fā)明提供的天然氣水合物穩(wěn)定分采的增產(chǎn)裝置，使得水合物分解產(chǎn)生的天然氣和水通過不同管道產(chǎn)出，在一定程度上避免了水錐進(jìn)現(xiàn)象發(fā)生；同時(shí)提高了天然氣水合物的采收率，且采出的天然氣較純凈，節(jié)約了氣水分離操作的成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天然氣水合物開采技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種天然氣水合物穩(wěn)定分采的增產(chǎn)裝置及方法。

背景技術(shù)

天然氣水合物(natural gas hydrate，簡(jiǎn)稱NGH)，是天然氣在一定的低溫、高壓下與水形成的非化學(xué)計(jì)量籠形化合物，也被稱為“可燃冰”；其具有高密度、高熱值、潔凈環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。1m³天然氣水合物可含164m³甲烷氣和0.8m³的水。“可燃冰”是天然氣的附生產(chǎn)品，應(yīng)用范圍與天然氣大致相同，是一種典型的石油替代品。“可燃冰”極易燃燒，在同等條件下，“可燃冰”燃燒產(chǎn)生的能量比煤、石油、天然氣要高出數(shù)十倍，被譽(yù)為“屬于未來的超級(jí)能源”。

天然氣水合物主要存在于陸地(基本為永久凍土層)和海洋中。目前，NGH開采方法主要有降壓法、熱激法、化學(xué)試劑法和CO2置換法等幾類。其中降壓法被認(rèn)為是天然氣水合物藏開采技術(shù)中最經(jīng)濟(jì)、最有效的生產(chǎn)方法。

現(xiàn)有的天然氣水合物開采裝置，通過射孔與大氣連通或?qū)τ谟邢路鼩鈱拥乃衔锊赝ㄟ^開采下伏氣層降低天然氣水合物層的壓力，促進(jìn)天然氣水合物層的分解。但是，天然氣水合物在降壓開采時(shí)會(huì)發(fā)生相變，固相天然氣水合物一般是儲(chǔ)層的膠結(jié)成分，其分解會(huì)引起儲(chǔ)層物性參數(shù)、力學(xué)性能及孔隙壓力等一系列的變化，可能會(huì)在開采過程中出現(xiàn)出砂現(xiàn)象。天然氣水合物分解產(chǎn)生天然氣和水，在開采過程中可能會(huì)產(chǎn)生水錐進(jìn)現(xiàn)象。同時(shí)，隨著降壓開采的進(jìn)行，水合物分解導(dǎo)致水合物層溫度降低，會(huì)形成二次水合物或者結(jié)冰。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種天然氣水合物穩(wěn)定分采的增產(chǎn)裝置及方法。

第一方面，本發(fā)明提供一種天然氣水合物穩(wěn)定分采的增產(chǎn)裝置，包括：雙壁鉆桿，設(shè)置在所述雙壁鉆桿與水合物層的接觸段上部的至少一個(gè)第一射孔；設(shè)置在所述雙壁鉆桿與水合物層的接觸段下部的至少一個(gè)第二射孔；在所述雙壁鉆桿的內(nèi)管內(nèi)設(shè)有采氣管道，且所述采氣管道的進(jìn)口與所述第一射孔齊高；以及在所述雙壁鉆桿的內(nèi)管內(nèi)設(shè)有采水管道，且所述采水管道的進(jìn)口與所述第二射孔齊高。

其中，所述天然氣水合物穩(wěn)定分采的增產(chǎn)裝置，還包括：第一圓柱封隔器，所述第一圓柱封隔器布置在所述第一射孔與所述第二射孔之間的區(qū)域；所述第一圓柱封隔器的圓柱面與所述雙壁鉆桿的內(nèi)管管壁相接觸；且所述采水管道穿過所述第一圓柱封隔器。

其中，所述天然氣水合物穩(wěn)定分采的增產(chǎn)裝置，還包括：注熱循環(huán)裝置，所述注熱循環(huán)裝置的進(jìn)口與所述采水管道的出口相通，所述注熱循環(huán)裝置的出口與所述雙壁鉆桿的外管相通。

其中，所述天然氣水合物穩(wěn)定分采的增產(chǎn)裝置，還包括：設(shè)置在所述雙壁鉆桿的外管內(nèi)壁的至少一根熱管，所述熱管布置在所述第一射孔與所述第二射孔之間的區(qū)域。

其中，所述天然氣水合物穩(wěn)定分采的增產(chǎn)裝置，還包括：設(shè)置在所述雙壁鉆桿的內(nèi)管內(nèi)的防砂裝置，所述防砂裝置的底部與水合物層的底部齊高；相應(yīng)地，所述第一圓柱封隔器替換為相貼合第二圓柱封隔器和第一環(huán)形圓柱封隔器；所述第二圓柱封隔器的圓柱面與所述防砂裝置的內(nèi)壁相接觸；所述第一環(huán)形圓柱封隔器的內(nèi)圓柱面與所述防砂裝置的外壁相接觸，所述第一環(huán)形圓柱封隔器的外圓柱面與所述雙壁鉆桿的內(nèi)管管壁相接觸；所述采氣管道和所述采水管道布置在所述防砂裝置內(nèi)。