CN101818635B - 高压热射流开采天然气水合物的方法 - Google Patents

高压热射流开采天然气水合物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高压热射流开采天然气水合物的方法。将高压射流装置放入开采井中，热流体经高压泵送入注水管和伸缩水枪喷出，高速射流流在其工作半径内直接作用于天然气水合物，使天然气水合物被切割、分解，未来得及分解的变成小块状，随回流带入开采管，随气水混合物一同上升至气液分离装置，经气液分离装置，使气液分离，气体送入气体回收装置。本发明解决了天然气水合物开采过程中开采范围小的问题，保证热流体始终作用于未破碎的天然气水合物表面上，热传导效果好，克服或降低天然气水合物的自我保护；喷嘴上的伸缩水枪不仅可以水平转动，还可以利用钻机动力沿垂直轴上下移动，保证了大范围的天然气水合物矿层的切割。

Description

高压热射流开采天然气水合物的方法
技术领域：
本发明涉及一种天然气水合物的开采方法，尤其是采用高压热射流开采天然气水合物的方法。
背景技术：
现有天然气水合物的开采方法有热激发法、降压法开采和注入化学试剂法开采，上述方法开采机理都是通过打破水合物稳定存在的条件，促使其分解，达到开采的目的。由栾锡武等人写的“天然气水合物的开采-以马利克钻井为例”一文可知，加拿大马利克气田利用热激发法试采取得了成功，但是热激发法开采主要是借助热传导分解天然气水合物，开采范围小，而热对流由于接触面积限制对天然气水合物的分解贡献不大，其热损失过大；在张卫东写的“由麦索雅哈水合物气田的开发谈水合物的开采”一文中介绍了俄罗斯通过降压法对水合物进行开采的情况，该方法取得了较好的开采效果，但是降压法是在天然气水合物矿藏下部赋存有天然气田的情况下才可以有效使用，该法的应用受到天然气水合物赋存条件的限制。其他方法仅停留在理论研究阶段和室内模拟阶段，距商业性开采，还需做更多的研究。
发明内容：
本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种高压热射流开采天然气水合物的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
高压热射流开采天然气水合物的方法，包括以下顺序和步骤：
a、利用岩心钻机在预开采天然气水合物的地质体上钻一开采井；
b、将注水管4与伸缩水枪3通过螺纹连接后和开采管7一并送入开采井中；
c、开采管7通过螺纹与气液分离装置8连接，气液分离装置8通过螺纹与气体回收装置9连接；
d、热流体2经高压泵5送入注水管4和伸缩水枪3产生高速射流作用于天然气水合物1；
e、高速射流在其工作半径内直接作用于天然气水合物1，使天然气水合物1被切割分解，切割下来未分解的天然气水合物、天然气和水6随回流进入开采管7上升至气液分离装置8；
f、经气液分离装置8使气液分离，气体进入回收装置9，液体被再次加热后经高压泵5送入注水管4，进行下一次开采循环。
本发明的目的还可以通过以下技术方案实现：
步骤d所述的高压射流其压力为10-30MPa，热流体的流速为300m/s。
步骤d所述的热流体温度为50-80℃。
有益效果：本发明解决了天然气水合物开采过程中开采范围小的问题，保证热流体始终作用于未破碎的天然气水合物表面上，热传导效果好，克服或降低天然气水合物的自我保护；喷嘴上的伸缩水枪不仅可以水平转动，还可以利用钻机动力沿垂直轴上下移动，保证了大范围的天然气水合物矿层的切割。
附图说明：
附图为：高压热射流开采天然气水合物方法示意图。
1天然气水合物，2热流体，3伸缩水枪，4注水管，5高压泵，6未分解天然气水合物、天然气和水，7开采管，8气液分离装置，9气体回收装置。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例作进一步的详细说明：
利用岩心钻机在预开采天然气水合物的地质体上钻一开采井；将注水管4与伸缩水枪3通过螺纹连接后和开采管7一并送入开采井中；开采管7通过螺纹与气液分离装置8连接，气液分离装置8通过螺纹与气体回收装置9连接；热流体2温度为50-80℃，经高压泵5送入注水管4和伸缩水枪3产生高速射流作用于天然气水合物1；高速射流压力为10-30MPa，流速为300m/s，在其工作半径内直接作用于天然气水合物1，使天然气水合物1被切割分解，切割下来未分解的天然气水合物、天然气和水6随回流进入开采管7上升至气液分离装置8；经气液分离装置8使气液分离，气体进入回收装置9，液体被再次加热后经高压泵5送入注水管4，进行下一次开采循环。
实施例1
a、利用岩心钻机在预开采天然气水合物的地质体上钻一开采井；
b、将注水管4与伸缩水枪3通过螺纹连接后和开采管7一并送入开采井中；
c、开采管7通过螺纹与气液分离装置8连接，气液分离装置8通过螺纹与气体回收装置9连接；
d、将压力为10MPa，流速为300m/s，温度为80℃的热流体2经高压泵5送入注水管4和伸缩水枪3产生高速射流作用于天然气水合物1；
e、高速射流在其工作半径内直接作用于天然气水合物1，使天然气水合物1被切割分解，切割下来未分解的天然气水合物、天然气和水6随回流进入开采管7上升至气液分离装置8；
f、经气液分离装置8使气液分离，气体进入回收装置9，液体被再次加热后经高压泵5送入注水管4，进行下一次开采循环。
步骤d所述的高压射流其压力为10-30MPa，热流体的流速为300m/s。
步骤d所述的热流体温度为50-80℃。
实施例2
a、利用岩心钻机在预开采天然气水合物的地质体上钻一开采井；
b、将注水管4与伸缩水枪3通过螺纹连接后和开采管7一并送入开采井中；
c、开采管7通过螺纹与气液分离装置8连接，气液分离装置8通过螺纹与气体回收装置9连接；
d、将压力为20MPa，流速为300m/s，温度为65℃的热流体2经高压泵5送入注水管4和伸缩水枪3产生高速射流作用于天然气水合物1；
e、高速射流在其工作半径内直接作用于天然气水合物1，使天然气水合物1被切割分解，切割下来未分解的天然气水合物、天然气和水6随回流进入开采管7上升至气液分离装置8；
f、经气液分离装置8使气液分离，气体进入回收装置9，液体被再次加热后经高压泵5送入注水管4，进行下一次开采循环。
实施例3
a、利用岩心钻机在预开采天然气水合物的地质体上钻一开采井；
b、将注水管4与伸缩水枪3通过螺纹连接后和开采管7一并送入开采井中；
c、开采管7通过螺纹与气液分离装置8连接，气液分离装置8通过螺纹与气体回收装置9连接；
d、将压力为30MPa，流速为300m/s，温度为50℃的热流体2经高压泵5送入注水管4和伸缩水枪3产生高速射流作用于天然气水合物1；
e、高速射流在其工作半径内直接作用于天然气水合物1，使天然气水合物1被切割分解，切割下来未分解的天然气水合物、天然气和水6随回流进入开采管7上升至气液分离装置8；
f、经气液分离装置8使气液分离，气体进入回收装置9，液体被再次加热后经高压泵5送入注水管4，进行下一次开采循环。

Claims (3)

1.一种高压热射流开采天然气水合物的方法，其特征在于，包括以下顺序和步骤：
a、利用岩心钻机在预开采天然气水合物的地质体上钻一开采井；
b、将注水管(4)与伸缩水枪(3)通过螺纹连接后和开采管(7)一并送入开采井中；
c、开采管(7)通过螺纹与气液分离装置(8)连接，气液分离装置(8)通过螺纹与气体回收装置(9)连接；
d、热流体(2)经高压泵(5)送入注水管(4)和伸缩水枪(3)产生高速射流作用于天然气水合物(1)；
e、高速射流在其工作半径内直接作用于天然气水合物(1)，使天然气水合物(1)被切割分解，切割下来未分解的天然气水合物、天然气和水(6)随回流进入开采管(7)上升至气液分离装置(8)；
f、经气液分离装置(8)使气液分离，气体进入气体回收装置(9)，液体被再次加热后经高压泵(5)送入注水管(4)，进行下一次开采循环。
2.按照权利要求1所述的高压热射流开采天然气水合物的方法，其特征在于，步骤d所述的高速射流其压力为10-30MPa，热流体的流速为300m/s。
3.按照权利要求1所述的高压热射流开采天然气水合物的方法，其特征在于，步骤d所述的热流体温度为50-80℃。
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