[發明專利]多釜互聯式天然氣水合物成藏/開采仿真模擬裝置及用途

有效

• 申請號: 201810101187.2
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN110111668B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 陳光進;孫長宇;崔金龍;王曉輝
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02;E21B43/16;E21B43/24
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 劉鑫;沈金輝

本發明提供了多釜互聯式天然氣水合物成藏/開采仿真模擬裝置及用途。該多釜互聯式天然氣水合物成藏/開采仿真模擬裝置包括多個能夠獨立模擬天然氣水合物成藏/開采的高壓反應釜；高壓反應釜相互之間的底部通過聯通管路互聯貫通，可內聯也可外延，且具有無限性。該模擬裝置可以用于模擬近乎真實工況下天然氣水合物成藏過程中流體流動、水合物形成聚積及空間分布規律，以及不同開采模式下壓力場的變化、流體流動和沉積物遷移規律以及空間效應，從更大維度上模擬研究海底天然氣水合物的成藏/開采規律；此外，通過多釜互聯貫通的方式，可增大天然氣水合物模擬成藏/開采裝置的尺度，降低成本和操作難度，提高操作靈活性。

技術領域

本發明屬于海洋天然氣水合物開采技術領域，涉及一種多釜互聯式天然氣水合物成藏/開采仿真模擬裝置及用途。

背景技術

天然氣水合物是由水和甲烷等烴類氣體在高壓低溫條件下形成的類冰的、非化學計量的籠形結晶化合物，具有高密度、高熱值、分布廣、儲量大等特點。天然氣水合物廣泛分布于大陸島嶼的斜坡地帶、活動和被動大陸邊緣的隆起處、極地大陸架海洋和深水環境。全世界天然氣水合物總儲量大約為當前已探明的所有化石燃料含碳量總和的兩倍，我國南海海域天然氣水合物儲量為649700億立方米。因此，天然氣水合物有望成為繼頁巖氣、致密氣、煤層氣、油砂等之后的儲量最為巨大的接替能源。

世界上許多國家都正在加大力度開展天然氣水合物開采研究，目前較為成熟的開采方法包括降壓開采法、熱激發開采法、化學試劑注入開采法、二氧化碳置換開采法及海底開采挖掘法。這些方法各有其優點與缺點。降壓法是通過降低天然氣水合物儲層壓力促使其分解的一種方法。降壓法不需要連續激發，適合大面積開采且成本低，是天然氣水合物開采中最具有前景的方法。相比于降壓法，注熱開采、注化學藥劑開采與海底采掘開采的方法成本較高。

目前天然氣水合物開采方法研究的主要技術手段包括室內物理模擬和數值分析，而天然氣水合物開采模擬實驗裝置是一套集天然氣水合物生成、分解、參數測量等多功能于一體的高度集成系統，其形狀及尺度的設計在很大程度上決定了實驗系統的規模、投資、性能及實驗結果的有效性。國內外相關研究機構依據自身需求分別搭建了不同形狀、尺寸、技術指標和主要功能的模擬開采裝置，如下表1所示：

表1國內外天然氣水合物開采模擬實驗反應釜對比

然而，這些裝置普遍尺寸較小，實驗周期長，設備成本高，探測手段少，功能單一，操作安全性低且不能模擬真實工況下天然氣水合物開采過程，尤其是無法獲取空間效應，如降壓開采的波及區域、多井生產時的井間空間并聯性等，也無法考察成藏/開采過程中的氣液運移規律。

發明內容

基于現有技術中天然氣水合物模擬開采裝置存在的不足，本發明的目的在于提供一種多釜互聯式天然氣水合物成藏/開采仿真模擬裝置及用途。該裝置通過多釜互聯貫通的方式，可增大天然氣水合物模擬成藏/開采裝置的尺度，降低成本和操作難度，提高操作靈活性；采用該方法能夠從更大維度上模擬研究海底天然氣水合物的成藏/開采規律，能夠有效監測成藏/開采過程中的氣液運移情況及水合物的生成/分解狀態。

本發明的目的通過以下技術方案得以實現：

一方面，本發明提供一種多釜互聯式天然氣水合物成藏/開采仿真模擬裝置，該多釜互聯式天然氣水合物成藏/開采仿真模擬裝置包括多個能夠獨立模擬天然氣水合物成藏/開采的高壓反應釜；

所述高壓反應釜相互之間的釜壁底部通過聯通管路互聯貫通。