[發(fā)明專利]海洋天然氣水合物系統(tǒng)多氣合采模擬裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110054430.1
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112855129B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛佩筱;吳能友;寧伏龍;李彥龍;胡高偉;萬義釗;陳強
• 申請（專利權(quán)）人: 青島海洋地質(zhì)研究所
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B43/01
• 代理公司: 青島匯智海納知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37335
• 代理人: 王丹丹

本發(fā)明公開了一種海洋天然氣水合物系統(tǒng)多氣合采模擬裝置及方法，所述模擬裝置包括水合物成藏模擬子系統(tǒng)、淺層氣成藏模擬子系統(tǒng)、深層氣成藏模擬子系統(tǒng)、井筒、產(chǎn)氣處理子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用于分別或聯(lián)合模擬水合物成藏過程、淺層氣成藏過程、深層氣成藏過程、水合物分解產(chǎn)氣過程、水合物系統(tǒng)多氣合采過程；并從提高開采效率和節(jié)約開采成本角度出發(fā)，提出先后開采的合采模式和同時開采的合采模式，為揭示水合物儲層和氣層多層合采的生產(chǎn)機理和開發(fā)動態(tài)提供了技術(shù)手段。本發(fā)明可以較真實地模擬實際地層環(huán)境，具有真實性和準確性，為實際海洋天然氣水合物系統(tǒng)多氣合采提供指導(dǎo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及天然氣水合物開發(fā)領(lǐng)域，具體涉及一套針對不同工況環(huán)境下進行海洋天然氣水合物系統(tǒng)多氣合采模擬研究的實驗裝置及方法。

背景技術(shù)

天然氣水合物(以下簡稱水合物)正成為全球主要大國能源競爭的戰(zhàn)略高地。大幅度提高單井產(chǎn)量及最終采收率是水合物開采面臨的重點問題。多氣合采是多種油氣資源聯(lián)探并采模式的重要組成部分。對于垂直方向多套地層交互分布區(qū)域，利用同一井筒通道實現(xiàn)多氣合采，可提高單井產(chǎn)量和經(jīng)濟效益。海域水合物富集區(qū)往往與多套氣層共存，實現(xiàn)二者聯(lián)探并采是海域水合物系統(tǒng)高效開發(fā)的突破方向。

多氣合采已在非常油氣開采中應(yīng)用多年，對合采方式、產(chǎn)能預(yù)測以及優(yōu)化配產(chǎn)等方面均進行了研究。

目前，與海洋水合物有關(guān)的多資源合采研究主要集中于聯(lián)合地?zé)岽龠M儲層中水合物的分解進而實現(xiàn)干熱巖層與水合物儲層能量的綜合利用等，水合物系統(tǒng)多氣合采的研究尚屬空白。利用同一井筒開采下部氣層時是否可以帶動上部儲層內(nèi)的水合物自行分解，進而提高采收率；不同物性的儲層、井筒因素、開采方式等對水合物系統(tǒng)合采產(chǎn)氣的影響如何，水合物系統(tǒng)多氣合采時是否存在層間干擾、產(chǎn)量損失；以上一系列問題目前仍無相關(guān)研究。

因此，需要提供一種能準確模擬海洋水合物系統(tǒng)多氣合采的裝置，在研究過程中逐漸優(yōu)化與完善多氣合采方法，通過加強海洋水合物系統(tǒng)多氣合采的開發(fā)機理和開發(fā)動態(tài)研究，為避免層間干擾和優(yōu)化配產(chǎn)等開發(fā)設(shè)計工作提供一定的依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中水合物系統(tǒng)多氣合采技術(shù)空白，提出一種海洋天然氣水合物系統(tǒng)多氣合采模擬裝置及方法，為指導(dǎo)實際海洋水合物系統(tǒng)資源的有效開發(fā)、提高開發(fā)效益提供技術(shù)支撐。

本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種海洋天然氣水合物系統(tǒng)多氣合采模擬裝置，包括水合物成藏模擬子系統(tǒng)、淺層氣成藏模擬子系統(tǒng)、深層氣成藏模擬子系統(tǒng)、井筒、產(chǎn)氣處理子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述水合物成藏模擬子系統(tǒng)、淺層氣成藏模擬子系統(tǒng)和深層氣成藏模擬子系統(tǒng)的出口管線均與耐高壓的井筒相連，井筒通過產(chǎn)氣處理子系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連，且井筒與一真空泵相連，所述井筒可根據(jù)實際研究需要更換井筒容積、井筒材質(zhì)等，研究井筒因素對產(chǎn)能的影響，井筒中配有配產(chǎn)器，以仿真模擬實際合采時井筒內(nèi)不同壓力的設(shè)定；

所述水合物成藏模擬子系統(tǒng)用以模擬水合物成藏過程，包括通過管線依次連接的第一高壓氣瓶、第一高壓反應(yīng)釜、固液分離裝置和第一氣液分離裝置，第一高壓反應(yīng)釜設(shè)置在恒溫水浴中中，第一高壓反應(yīng)釜中填充有沉積物，所述沉積物可為天然海砂、黏土質(zhì)粉砂沉積物或巖心；

所述淺層氣成藏模擬子系統(tǒng)用以模擬淺層氣成藏過程，包括通過管線依次連接的第二高壓氣瓶、第二高壓反應(yīng)釜和第三氣液分離裝置，第一高溫高壓艙設(shè)置在第二高壓反應(yīng)釜內(nèi)，第二高壓反應(yīng)釜中填充天然巖心；

所述深層氣成藏模擬子系統(tǒng)用以模擬深層氣成藏過程，包括通過管線依次連接的第三高壓氣瓶、第三高壓反應(yīng)釜和第四氣液分離裝置，第三高壓反應(yīng)釜設(shè)置在第二高溫高壓艙內(nèi)，第三高壓反應(yīng)釜中同樣填充有天然巖心；