[發明專利]一種基于二氧化碳存儲的天然氣水合物熱采系統及方法

在審

• 申請號: 202211326241.6
• 申請日: 2022-10-27
• 公開（公告）號: CN115573690A
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 李小洋;何慶成;胡郁樂;蔣亞峰;田英英;宋剛;趙明;張欣;韓澤龍
• 申請（專利權）人: 中國地質科學院勘探技術研究所
• 主分類號: E21B43/16
• 分類號: E21B43/16;E21B43/38;E21B43/40;E21B43/24;E21B41/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 鄭粟文

1.一種基于二氧化碳存儲的天然氣水合物熱采系統，其特征在于：包括依次連接的二氧化碳存儲罐、加熱器和加壓裝置，所述加壓裝置通過井口連接器與位于二氧化碳注入井內的注入管連通，所述二氧化碳注入井下方設置有封隔器，所述封隔器密封設置于所述二氧化碳注入井的內壁和注入管之間；所述二氧化碳注入井一側設置有抽采井，所述抽采井內設置有抽采管，所述抽采管一端與抽采井內的電潛泵連接，另一端與抽采井外的防噴器連接，所述防噴器連接有氣水分離器，所述氣水分離器的氣體出口連接有二氧化碳與天然氣分離器，所述二氧化碳與天然氣分離器的天然氣出口外接有輸氣管道，所述二氧化碳與天然氣分離器的二氧化碳出口通過干燥器與所述二氧化碳存儲罐連接。

2.根據權利要求1所述的基于二氧化碳存儲的天然氣水合物熱采系統，其特征在于：所述注入管上設置有井下溫度、壓力傳感器。

3.根據權利要求2所述的基于二氧化碳存儲的天然氣水合物熱采系統，其特征在于：所述抽采井的豎直截面為L型結構；所述二氧化碳注入井包括豎直設置的主井，所述主井底部連通有水平輻射狀的多個分支井；所述井下溫度、壓力傳感器位于分支井內的注入管上。

4.一種基于二氧化碳存儲的天然氣水合物熱采方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一，通過鉆井設備完成二氧化碳注入井和抽采井的鉆井工作，并分別下入注入管和抽采管進行固井、試壓，安裝海底井口設備；

步驟二，向二氧化碳注入井中注入加熱和加壓后的二氧化碳進行燜井，將存儲于二氧化碳存儲罐中的二氧化碳先后經過加熱和加壓后通過注入管注入到二氧化碳注入井中，封隔器將二氧化碳封存于二氧化碳注入井的底部，關閉電潛泵，開啟燜井狀態，確保二氧化碳以熱傳導的方式將熱量傳遞到周邊的天然氣水合物儲層中，并與天然氣水合物儲層發生熱交換，促使天然氣水合物分解；井下溫度、壓力傳感器實時監測井底二氧化碳的溫度和壓力，壓力下降后，及時向二氧化碳注入井中注入加熱和加壓后的二氧化碳；

步驟三，開啟天然氣水合物降壓和輔助加熱的開采模式，電潛泵將分解后進入抽采管內的天然氣水合物抽排沿著抽采管進入到氣水分離器中，分離后的氣體經過二氧化碳/天然氣分離器將二氧化碳和天然氣分開，天然氣進入輸氣管道中，二氧化碳流經干燥器后再次進入二氧化碳存儲罐中循環使用；

步驟四，天然氣水合物開采完畢后，將二氧化碳通過二氧化碳注入井注入到天然氣水合物儲層中，填充因天然氣水合物分解而產生的孔隙；直到注入二氧化碳的壓力與該處地層的地層壓力平衡后，停止注入，將二氧化碳注入井封閉，實現二氧化碳的封存。