[發(fā)明專利]一種下伏氣的天然氣水合物儲層重塑與降壓開采模擬裝置及方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010522457.4 | 申請日： | 2020-06-10 |
| 公開（公告）號： | CN111707800B | 公開（公告）日： | 2021-11-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 宋永臣;趙潔;楊明軍;鄭嘉男;王欣茹 | 申請（專利權(quán)）人： | 大連理工大學(xué) |
| 主分類號： | G01N33/22 | 分類號： | G01N33/22;G01N5/00;G01N7/00;E21B43/00 |
| 代理公司： | 大連理工大學(xué)專利中心 21200 | 代理人： | 溫福雪;侯明遠(yuǎn) |
| 地址： | 116024 遼*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 下伏氣 天然氣 水合物 重塑 降壓 開采 模擬 裝置 方法 | ||
本發(fā)明提供了一種下伏氣的天然氣水合物儲層重塑與降壓開采模擬裝置及方法。該裝置包括帶下伏氣藏巖心夾持器、底座、柱塞泵、注氣泵、背壓閥、氣液分離器、質(zhì)量天平、集氣罐、水槽、水浴、電腦、溫度傳感器和壓力傳感器。所述帶下伏氣藏巖心夾持器包括圍壓和覆壓腔、水合物腔、下伏氣藏腔，置于通過水浴控溫的水槽內(nèi)；所述水合物腔底部通過防水透氣層與下伏氣藏腔分離；所述水合物腔頂部依次連接背壓閥、氣液分離器、集氣罐；所述下伏氣藏腔底部與注氣泵連接，所述圍壓和覆壓腔頂部與柱塞泵連接。利用上述一種下伏氣的天然氣水合物儲層重塑與降壓開采模擬裝置，可重塑帶下伏氣藏的水合物樣品，并實(shí)現(xiàn)水合物與下伏氣藏的降壓聯(lián)采。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于能源開采技術(shù)工程領(lǐng)域，具體涉及一種下伏氣的天然氣水合物儲層重塑與降壓開采模擬裝置及方法。
背景技術(shù)
天然氣水合物廣泛儲存于自然界的大陸邊緣海底和永久凍土帶沉積物中，具有儲量大、分布廣、埋藏淺、能量密度高和燃燒清潔的特性，被認(rèn)為是未來最有應(yīng)用前景的戰(zhàn)略資源之一。雖然中日美加等國已在凍土區(qū)和海洋中進(jìn)行了多次成功的水合物試采，但開采效率、持續(xù)產(chǎn)氣時間、產(chǎn)氣總量等都未能達(dá)到水合物的商業(yè)化開采水平。開采水合物資源的常用方法包括降壓法、注熱法和注抑制劑法，相對而言降壓法經(jīng)濟(jì)性好、適用性強(qiáng)，是目前應(yīng)用最廣的開采方法。但是降壓開采也存在效率低、水合物二次生成和冰生成堵塞管道等問題，因此實(shí)現(xiàn)水合物的安全、高效、經(jīng)濟(jì)開采仍然有許多瓶頸需要突破。亟需在實(shí)驗(yàn)室中繼續(xù)開展水合物開采模擬實(shí)驗(yàn)，為水合物的現(xiàn)場試采提供借鑒和指導(dǎo)。
從目前發(fā)現(xiàn)的天然氣水合物樣品分析結(jié)果來看，自然界中的天然氣水合物儲層下方均有自由氣和淺層氣藏。而且，在天然氣水合物儲層附近還常伴有常規(guī)氣田。因此，將下伏氣藏同樣作為研究對象實(shí)現(xiàn)水合物藏和氣藏的聯(lián)采，既能最大程度的進(jìn)行能源開采，又能降低氣藏對天然氣水合物開采時存在的潛在危險和環(huán)境破壞。而如何實(shí)現(xiàn)水合物與下伏氣藏的聯(lián)采，水合物與氣藏聯(lián)采的產(chǎn)氣產(chǎn)水特征等方面的研究幾乎未見相關(guān)報道。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述存在的問題，本發(fā)明提供了一種下伏氣的天然氣水合物儲層重塑與降壓開采模擬裝置及方法，能夠重塑帶下伏氣藏的水合物樣品，并實(shí)現(xiàn)水合物與下伏氣藏的降壓聯(lián)采。
本發(fā)明的技術(shù)方案：
一種下伏氣的天然氣水合物儲層重塑與降壓開采模擬裝置，包括帶下伏氣藏巖心夾持器1、底座2、柱塞泵5、注氣泵4、背壓閥6、氣液分離器7、質(zhì)量天平8、集氣罐9、水槽3、水浴10、電腦20、溫度傳感器28和壓力傳感器；
所述帶下伏氣藏巖心夾持器1包括頂蓋21、金屬套22、頂塞23、套筒24、水合物腔25、底塞26、底蓋27、溫度傳感器28、下伏氣藏腔29、防水透氣層30、伸縮管31、圍壓和覆壓腔32和密封圈33；帶下伏氣藏巖心夾持器1置于通過水浴10控溫的水槽3內(nèi)；
頂蓋21、金屬套22和底蓋27構(gòu)成帶下伏氣藏巖心夾持器1的外殼，內(nèi)部空間即為圍壓和覆壓腔32，頂蓋21和金屬套22之間設(shè)置有密封圈33；水合物腔25和下伏氣藏腔29由套筒24圍成，套筒24置于圍壓和覆壓腔32內(nèi)；水合物腔25底部通過防水透氣層30與下伏氣藏腔29分離，以保證下伏氣藏腔29和水合物腔25之間的氣體連通性；水合物腔25頂部設(shè)有頂塞23，并依次連接有背壓閥6、氣液分離器7和集氣罐9；氣液分離器7放置于質(zhì)量天平8上；下伏氣藏腔29底部設(shè)有底塞26，其與注氣泵4連接；圍壓和覆壓腔32頂部與柱塞泵5連接；
所述下伏氣藏腔29、水合物腔25和圍壓和覆壓腔32都連接有壓力傳感器；下伏氣藏腔29底部安裝有溫度傳感器28。
所述防水透氣層30是可拆卸式的，便于更換或清洗。
所述頂塞23上連接的是伸縮管31，便于實(shí)現(xiàn)同時施加圍壓和覆壓。
所述頂塞23是可以上下移動的，以控制水合物腔25的高度。
一種下伏氣的天然氣水合物儲層重塑與降壓開采模擬方法，包括以下步驟：
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