[發明專利]孔隙流體采集裝置、模擬開采天然氣水合物的裝置及方法

在審

• 申請號: 202010333645.2
• 申請日: 2020-04-24
• 公開（公告）號: CN111502603A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 高永海;高冬至;尹法領;孫寶江;陳野;趙欣欣;蘇鑫垚;祁亞強
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01;E21B43/22
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 黃志興;李健

本發明涉及天然氣水合物開采，具體公開了一種孔隙流體采集裝置，包括依次連接的用于伸入水合物儲層采集孔隙流體的采集管(11)、旋塞(14)、采集腔(12)和導出管(13)，所述旋塞(14)與所述采集腔(12)相配合以控制所述采集管(11)與所述采集腔(12)的通斷，所述采集管(11)和導出管(13)上分別設有閥門。此外，本發明還涉及一種模擬開采天然氣水合物的裝置及方法。本發明的采集裝置能夠采集水合物儲層的孔隙流體，同時維持實驗所模擬的水合物儲層的壓力。

技術領域

本發明涉及天然氣水合物開采，具體地，涉及一種孔隙流體采集裝置。此外，本發明還涉及一種模擬開采天然氣水合物的裝置及方法。

背景技術

天然氣水合物是指天然氣與水在特定溫度和壓力條件下生成的一種籠型晶體物質，似冰雪狀，因其可以點燃，故俗稱為“可燃冰”。隨著能源短缺加劇，天然氣水合物逐步引起了國內外科學家的關注，并進行了相關的勘探、開采與實驗研究。作為一種高密度能源，它分布廣、儲量大和埋藏淺，成為21世紀理想的替代能源。

目前，天然氣水合物的開采方法主要有降壓法、熱激發、化學試劑法以及這三種方法的綜合應用，其基本思路是人為的打破天然氣水合物存在的溫壓平衡條件，使天然氣水合物發生分解，然后將天然氣采至地面，但是這些方案會有可能導致海底滑坡或者沉降等問題。

因此，最近基于置換原理的二氧化碳置換開采天然氣水合物的技術越來越引起人們的重視，通過二氧化碳將天然氣水合物中的天然氣置換出來，得到二氧化碳水合物與天然氣，這樣既可以實現天然氣水合物的開采，又可以實現二氧化碳地下封存，減小溫室效應。

由于天然氣水合物進行現場實驗研究較為復雜，目前有關二氧化碳置換開采天然氣水合物的實驗研究主要為室內實驗模擬，通過模擬實驗，確定更加合適的開采工藝，進而指導現場的勘查開發。但是，目前的實驗裝置難以滿足目前二氧化碳置換開采天然氣水合物的研究需要，其只能得到反應起始點和反應截止點處的孔隙流體的組分，無法在置換過程中采集孔隙流體，進而無法反映置換過程中天然氣水合物的動態變化及分解過程，對現場開采的指導意義較小。

有鑒于此，需要設計一種新型的實驗裝置。

發明內容

本發明第一方面所要解決的技術問題是提供一種孔隙流體采集裝置，該采集裝置能夠采集水合物儲層的孔隙流體，同時維持實驗所模擬的水合物儲層的壓力。

本發明第二方面所要解決的技術問題是提供一種模擬開采天然氣水合物的裝置，該裝置可進行二氧化碳置換天然氣水合物的模擬開采，該裝置中的孔隙流體采集裝置能夠采集各位置的水合物儲層的孔隙流體，同時維持實驗所模擬的水合物儲層的壓力。

本發明第三方面所要解決的技術問題是提供一種模擬開采天然氣水合物的實驗方法，該實驗方法能夠反映二氧化碳置開采天然氣水合物的過程中，天然氣水合物的動態變化及分解過程。

為了解決上述技術問題，本發明第一方面提供一種孔隙流體采集裝置，包括依次連接的用于伸入水合物儲層采集孔隙流體的采集管、旋塞、采集腔和導出管，所述旋塞與所述采集管相配合以控制所述采集管與所述采集腔的通斷，所述采集管和導出管上分別設有閥門。

具體地，所述旋塞與所述采集腔可轉動連接，所述旋塞和采集腔設有通孔，所述采集腔的通孔與所述旋塞的通孔相對時，所述采集管與所述采集腔處于連通狀態，所述采集腔的通孔與所述旋塞的通孔錯開時，所述采集管與所述采集腔處于斷開狀態。