[發明專利]一種天然氣水合物氣層合采管柱和方法

在審

• 申請號: 202010325564.8
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111502602A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 于繼飛;沈瓊;李清平;劉書杰;周守為;程心平;姬煜晨
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01;E21B43/38;E21B33/122;E21B17/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 孫楠

1.一種天然氣水合物氣層合采管柱，其特征在于，包括：由外向內同軸設置的完井套管、防砂封隔管和生產管柱；

所述防砂封隔管包括由上至下依次設置的頂部封隔器、隔離封隔器和底部封隔器；所述頂部封隔器、隔離封隔器和底部封隔器通過篩管連接；

所述生產管柱包括水合物層段油管、氣層段油管、氣液分離器、排液管和排氣管，所述水合物層段油管設置于所述頂部封隔器和隔離封隔器之間；所述氣層段油管設置于所述隔離封隔器和底部封隔器之間，所述水合物層段油管與所述氣層段油管連通，所述水合物層段油管連接所述氣液分離器，所述氣液分離器將采集的氣體和液體分離，所述氣體從所述排氣管收集，所述液體通過所述排液管收集。

2.如權利要求1所述的天然氣水合物氣層合采管柱，其特征在于，所述生產管柱中氣液分離器與排液管之間設置有罐裝系統，所述罐裝系統內設置有泵組，所述泵組用于對氣液分離器分離的液體進行增壓，以便所述液體從所述排液管排出。

3.如權利要求2所述的天然氣水合物氣層合采管柱，其特征在于，所述罐裝系統的外壁與所述完井套管的內壁之間存在環狀間隙空間，所述環狀間隙空間連通所述氣液分離器與排氣管，用于將氣液分離器分離的氣體排出，所述排氣管設置于所述完井套管的頂部。

4.如權利要求1-3任一項所述的天然氣水合物氣層合采管柱，其特征在于，所述水合物層段油管和氣層段油管上均設置有智能套管，智能套管通過傳輸線纜與上位機連接。

5.如權利要求4所述的天然氣水合物氣層合采管柱，其特征在于，所述智能套管包括溫壓傳感器和閥門。

6.如權利要求1-3任一項所述的天然氣水合物氣層合采管柱，其特征在于，所述生產管柱與所述頂部封隔器對應位置設置第一密封件；所述生產管柱與所述隔離封隔器對應位置設置第二密封件。

7.如權利要求1-3任一項所述的天然氣水合物氣層合采管柱，其特征在于，所述生產管柱的底部設有引鞋。

8.一種天然氣水合物和氣層合采方法，采用如權利要求1-7任一項所述的天然氣水合物和氣層合采管柱，其特征在于，包括以下步驟：

S1根據氣層壓力對氣層的天然氣進行采集；

S2當所述氣層壓力降低后，水合物層的水合物分解，調節水合物層段油管的內外壓力，至所述水合物層段油管內部壓力和外部壓力平衡，開啟所述水合物層段油管，使分解的水合物進入水合物層段油管內部；

S3開啟所述水合物層段油管中的加熱器，將加熱后的水合物和氣體一起進行排采；

S4通過氣液分離器將氣體和液體分離，排氣管對氣體進行采集，通過排液管對水合物中液體進行采集。

9.如權利要求8所述的天然氣水合物氣層合采方法，其特征在于，所述步驟S4中操作步驟為：

水合物層和氣層中排采的氣體和液體進入氣液分離器，通過離心和重力雙重分離，分離后的氣體通過罐裝系統和完井套管的環狀間隙空間進入排氣管，通過排氣管對氣體進行采集；分離后的液體進入罐裝系統內部，再通過泵組對液體進行增壓，所述液體進入排液管，通過所述排液管對所述液體進行采集。

10.如權利要求8或9所述的天然氣水合物氣層合采方法，其特征在于，所述步驟S2中調節所述水合物層段油管的內外壓力的過程為：實時檢測所述水合物層段油管和氣層段油管的內部壓力和外部壓力，當水合物層段油管內部壓力高于外部壓力時，關閉水合物層段油管的閥門，同時調節氣層段油管的閥門開度，減小氣層段油管的內部壓力，從而降低水合物層段油管的內部壓力，使水合物層段油管內外壓力基本相同。