[發明專利]一種基于熱管技術的天然氣水合物開采裝置及方法

有效

• 申請號: 201711207166.0
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN108005626B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 樊栓獅;陳建標;郎雪梅;王燕鴻;李剛
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24;E21B43/295;E21B43/30;E21B43/01
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種基于熱管技術的天然氣水合物開采裝置，其特征在于，包括若干延伸至天然氣水合物儲層(5)的開采井和采出井，各個開采井包括開采井豎直段(4)和位于天然氣水合物儲層(5)中的開采井水平段(7)，所述采出井包括采出井豎直段(11)和位于天然氣水合物儲層(5)中的采出井水平段(9)，位于采出井豎直段(11)的采出井井口(12)處連接設置有氣液分離器(13)，所述開采井水平段(7)的井壁上呈放射狀均勻設置有若干伸入天然氣水合物儲層(5)的熱管(8)。

2.根據權利要求1所述的基于熱管技術的天然氣水合物開采裝置，其特征在于，所述的熱管(8)采用柔性熱管或伸縮式熱管。

3.根據權利要求1所述的基于熱管技術的天然氣水合物開采裝置，其特征在于，所述開采井水平段(7)的井壁上沿長度方向均勻間隔的設置有若干熱管組，各個熱管組均由位于開采井水平段(7)的同一橫截面上的若干熱管(8)沿井壁周向呈放射狀均勻分布組成。

4.根據權利要求3所述的基于熱管技術的天然氣水合物開采裝置，其特征在于，各個熱管組中相鄰兩根熱管(8)之間的夾角為30°～45°。

5.根據權利要求3所述的基于熱管技術的天然氣水合物開采裝置，其特征在于，相鄰兩個熱管組的間距為4～8米。

6.根據權利要求1所述的基于熱管技術的天然氣水合物開采裝置，其特征在于，所述的開采井和采出井內分別設置有開采井溫壓檢測器、采出井溫壓檢測器。

7.根據權利要求1所述的基于熱管技術的天然氣水合物開采裝置，其特征在于，所述的天然氣水合物儲層(5)處于上覆地層(2)和下覆地層(6)之間。

8.根據權利要求1所述的基于熱管技術的天然氣水合物開采裝置，其特征在于，所述采出井水平段(9)位于開采井水平段(7)上方且靠近上覆地層(2)。

9.一種基于權利要求1至7中任一項所述開采裝置的天然氣水合物開采方法，其特征在于，包括步驟：

初期采用降壓方式進行開采，天然氣水合物儲層(5)內的水合物降壓分解產生天然氣，攜帶有液體組分的天然氣流動至采出井水平段(9)，接著經采出井豎直段(11)輸送至氣液分離器(13)，從而獲得所需產品甲烷氣；

當天然氣水合物儲層(5)壓力降至儲層溫度所對應水合物相平衡壓力的15％以下時，通過開采井井口(1)注入熱流體，所述熱流體經開采井豎直段(4)流動至開采井水平段(7)后，由熱管(8)將熱量均勻傳遞至天然氣水合物儲層(5)，促使水合物分解；

封閉開采井井口(1)和采出井井口(12)，控制開采井和采出井內的溫度和壓力；

天然氣水合物儲層(5)內的水合物受熱分解產生天然氣，攜帶有液體組分的天然氣流動至采出井水平段(9)，經采出井豎直段(11)輸送至氣液分離器(13)，從而獲得所需產品甲烷氣。

10.根據權利要求9所述的天然氣水合物開采方法，其特征在于：所述熱流體采用熱水、熱蒸汽或熱乙二醇，溫度范圍為80℃～120℃。