[發明專利]一種天然氣水合物快速合成方法及設備

在審

• 申請號: 202111004791.1
• 申請日: 2021-08-30
• 公開（公告）號: CN113702129A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 周佳維;謝文衛;于彥江;寇貝貝;申凱翔;張渴為;于浩雨;黃芳飛;孫明遠;羅志遠
• 申請（專利權）人: 廣州海洋地質調查局
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N33/22
• 代理公司: 北京金宏來專利代理事務所(特殊普通合伙) 11641
• 代理人: 李東梅

1.一種天然氣水合物快速合成方法，其特征在于，所述合成方法包括以下步驟：

確定待開發研究儲層的物質構成及物性特征，并預備好對應的組成材料和合成材料；

將預備好的組成材料加入反應裝置內，并按設定要求進行處理形成儲層沉積物骨架；

將用于合成反應的合成材料按照設定要求加入反應裝置內，并調整反應裝置內各項參數；

靜置一段時間，反應裝置內的合成材料快速進行合成反應并生成天然氣水合物；

待反應完成，反應裝置內快速合成的天然氣水合物賦存在儲層沉積物骨架中形成模擬天然氣水合物儲層。

2.如權利要求1所述的天然氣水合物快速合成方法，其特征在于，所述步驟確定待開發研究儲層的物質構成及物性特征，并預備好對應的組成材料和合成材料具體包括：

確定儲層沉積物骨架的設定外觀體積，確定構成模擬天然氣水合物儲層的組成材料和合成材料的類型、比例和密度，確定模擬天然氣水合物儲層的設定孔隙度，確定模擬天然氣水合物儲層賦存的天然氣水合物的飽和度；

根據上述條件計算出合成反應所需沉積物總用量、液體總用量、以及氣體總用量。

3.如權利要求2所述的天然氣水合物快速合成方法，其特征在于，所述步驟將預備好的組成材料加入反應裝置內，并按設定要求進行處理形成儲層沉積物骨架，具體包括：

將預備好的組成材料均分，再將均分后的組成材料分多次平鋪于反應裝置內形成儲層沉積物骨架；

其中，每次加入組成材料后均施加適應的壓力進行均勻壓縮，待所有組成材料全部加入完畢進行整體壓縮，最終形成儲層沉積物骨架且儲層沉積物骨架的外觀體積達到設定要求。

4.如權利要求3所述的天然氣水合物快速合成方法，其特征在于，所述步驟將用于合成反應的合成材料按照設定要求加入反應裝置內，并調整反應裝置內各項參數具體包括：

通過排出裝置抽取反應裝置內的滯留氣體，使得反應裝置內部處于真空狀態；

通過注液裝置從反應裝置的上方注入液體，當注入液體達到設定要求時，切換注液方向，從反應裝置的下方注入液體直至注液量滿足液體總用量；

通過注氣裝置向反應裝置的上方注入氣體，當注入氣體達到設定要求時，切換注氣方向，從反應裝置的下方注入氣體直至反應裝置內壓力達到設定壓力則停止注氣；

通過溫控裝置調整反應裝置內的溫度至設定溫度。

5.如權利要求4所述的天然氣水合物快速合成方法，其特征在于，所述步驟靜置一段時間，反應裝置內的合成材料快速進行合成反應并生成天然氣水合物還包括：

判斷反應裝置在合成反應過程中的內部壓強，若內部壓強下降至不再變化時，則通過注氣裝置繼續注入氣體，重復操作直至氣體總用量全部反應完畢。

6.一種天然氣水合物快速合成設備，其特征在于，上述權利要求1至5所述的任一項天然氣水合物快速合成方法基于所述合成設備運行，所述合成設備包括反應裝置(10)、溫控裝置(20)、排出裝置(30)、軸壓裝置(40)、注液裝置(50)和注氣裝置(60)；

反應裝置(10)，所述反應裝置(10)用于儲層沉積物骨架的制備和放置、以及用于提供天然氣水合物合成反應的環境；

溫控裝置(20)，所述溫控裝置(20)用于調整所述反應裝置(10)內部的溫度；

排出裝置(30)，所述排出裝置(30)用于促使所述反應裝置(10)內部處于真空狀態；

軸壓裝置(40)，所述軸壓裝置(40)用于壓縮儲層沉積物骨架、以及提供合成反應所需地層應力；

注液裝置(50)，所述注液裝置(50)用于提供合成反應所需的液體；

注氣裝置(60)，所述注氣裝置(60)用于提供合成反應所需的氣體。