CN107842341A - 一种天然气水合物开采监测模拟装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种天然气水合物开采监测模拟装置及方法，其特征在于：其包括对水合物形成过程进行模拟的水合物成藏子系统、对水合物开采过程进行模拟的模拟生产井子系统、对水合物开采监测过程进行模拟的模拟监测井子系统、对产出物收集处理的产出物收集子系统、以及对各子系统进行数据采集和集中控制的数据处理及控制子系统。本发明可以模拟天然气水合物成藏、水合物开采及监测过程以及产气收集处理过程，本发明真实模拟水合物原位环境，采用双井筒监测模式监测多种开采方法下的地层状态变化，该装置实验操作过程简单，安全性高，可重复进行实验。

Description

一种天然气水合物开采监测模拟装置及方法

技术领域

本发明属于新能源开发实验技术领域，特别是涉及一种天然气水合物开采监测模拟装置及方法。

背景技术

天然气水合物Natural Gas Hydrate又称“可燃冰”，是由水和天然气在特定高压低温环境下形成的冰态、结晶状、超分子、笼形化合物，主要分布在水深大于300m的海洋及陆地永久冻土带，其中海洋天然气水合物资源是全球性的。天然气水合物的显著特点是分布广、储量大、高密度、高热值，1m³天然气水合物可以释放出164m³甲烷气。据估计，全球天然气水合物的资源总量换算成甲烷气体其有机碳储量相当于全球已探明矿物燃料煤炭、石油和天然气等的两倍。因此，天然气水合物被各国视为未来石油天然气的替代能源。若能合理开发利用天然气水合物，对于改善能源结构保护环境，促进经济的发展具有重大意义。因此，目前世界各国都在不断深入对天然气水合物的勘探开发研究。

不同于常规油气开采，天然气水合物由于其特殊的性质对其开采具有很大的难度，目前仅有少数国家掌握这一技术。对于海域天然气水合物，其一般以固体的形式存在于泥质海底松散沉积层中，需要通过一定的手段改变其存在环境的温压条件，使其分解为水和天然气，然后采用天然气开采工艺将分解后的天然气收集、输送至地面。目前提出的天然气水合物开采方法主要包括热激发法、降压法和化学法三类。热激发法主要将热蒸汽、热水、热盐水等载热体从海面输送至海底，加热天然气水合物层使天然气水合物分解。化学法主要是向天然气水合物层注入盐水、甲醇、乙醇、乙二醇等化学物质，改变天然气水合物的相平衡条件。降压法通过降低水合物储层的压力，引起天然气水合物移动至相平衡不稳定区分解。

由于水合物开采过程的隐蔽性和复杂性，常规油气开采现场监测并不适用于天然气水合物的开采，所以需要提出针对天然气水合物自身特点的现场试采监测手段。目前针对天然气水合物的现场试采通常采用监测井及生产井的双井筒监测，监测井和生产井之间有一定距离间隔，监测井通过对温度的测量分析水合物地层的变化，生产井通过压力温度监测，监控井筒内部状态。实现监测水合物开采过程中分解前端的传播；判断开采的效能及对地层的影响，监测水合物生产过程中的潜在的底层出砂、水合物再生堵塞等风险，指导现场作业；监测水泥固井水化放热对套管附近水合物的影响，支持固井方案优化设计；监测水合物储层的长期稳定性，预判地层物性变化，以设计科学的开采方案等功能。

由于天然气水合物均赋存于环境苛刻的高寒地带和海洋深水区域，进行水合物试采监测现场实验难度较大，耗资巨大，有必要进行天然气水合物试采监测室内模拟实验。但目前研究较多的是天然气水合物藏的开采实验室模拟装置，缺乏天然气水合物开采监测模拟装置的研究，这使得对水合物开采机理及开采动态以及水合物开采灾害在线监测手段研究不足。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种天然气水合物开采监测模拟装置及方法，可以模拟天然气水合物成藏和水合物开采及监测过程、产气收集处理过程。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种天然气水合物开采监测模拟装置，其特征在于：其包括水合物成藏子系统、模拟生产井子系统、模拟监测井子系统、产出物收集子系统以及用于对上述各子系统进行监测和控制的数据处理及控制子系统；所述水合物成藏子系统用于对天然气水合物形成过程进行模拟；所述模拟生产井子系统用于对所述水合物成藏子系统合成的天然气水合物进行开采并将产出物通过其气、液输出端输送到所述产出物收集子系统，同时对开采过程中所述模拟生产井子系统内部的压力和温度进行监测，并将监测结果发送到所述数据处理及控制子系统；所述模拟监测井子系统实时监测所述水合物成藏子系统合成的水合物层的温度变化，并将监测结果发送到所述数据处理及控制子系统。

所述水合物成藏子系统包括设置在恒温室中的密闭高压反应釜、分别与所述高压反应釜底部相连通的供气系统和供液系统；所述高压反应釜顶部设置有与所述模拟生产井子系统和模拟监测井子系统位置对应的管路线缆引出口和线缆出口；所述供气系统包括第一高压气瓶，所述第一高压气瓶出口端通过供气管路与所述高压反应釜底部一侧的气体入口相连，且所述供气管路上依次设置减压阀、第一气体流量计以及第一阀门开关；所述供液系统包括第一增压泵，所述第一增压泵的入口端与水源相连，出口端通过供液管路与所述高压反应釜底部另一侧的液体入口相连，且所述供液管路上依次设置液体流量计和第二阀门开关。

所述高压反应釜采用耐腐蚀材料制成，其包括圆筒形釜体和釜盖，所述圆筒形釜体和釜盖之间通过多个紧固螺栓以及密封垫片进行密封。

所述高压反应釜内底部还设置有一通过所述气体入口与所述供气系统相连的环形排气管路，所述环形排气管路包括一环形管路以及与所述环形管路连通的交叉形管路，且所述环形管路和交叉形管路上均间隔设置有若干排气孔。

所述模拟生产井子系统包括模拟生产井、生产井开采装置和生产井测量装置；所述模拟生产井设置在所述水合物成藏子系统中的高压反应釜底部，其顶部通过生产井密封盖密封，底部设置有通过电磁阀控制通断的开采气液通道；所述生产井开采装置包括设置在所述开采气液通道下部用于安装加热器的若干圆孔、设置在所述模拟生产井底部的微型潜水泵以及同轴设置在所述模拟生产井内的内部气体管路和内部液体管路；所述内部气体管路和内部液体管路上端作为气体输出端和液体输出端由所述生产井密封盖穿出后经所述高压反应釜顶部的管路线缆引出口与所述产出物收集子系统相连，所述内部气体管路下端悬空，所述内部液体管路下端与所述微型潜水泵相连；所述生产井测量装置包括套设在所述内部气体管路和内部液体管路外部的测温光纤缠绕器、等螺距缠绕在所述测温光纤缠绕器外壁上的生产井测温光纤以及固定设置在位于所述微型潜水泵下方的所述测温光纤缠绕器上的单点温度压力传感器；所述电磁阀、微型潜水泵、生产井测温光纤和单点温度传感器均与所述数据处理及控制子系统相连。

所述测温光纤缠绕器采用铁丝网制成的圆筒形缠绕器。

所述模拟监测井子系统包括模拟监测井和监测井测量装置；所述模拟监测井焊接在所述水合物成藏子系统中的高压反应釜内底部；所述模拟井测量装置包括等螺距缠绕在所述模拟监测井外部的监测井测温光纤、设置在所述模拟监测井外壁下部的原位数据采集模块以及对称设置在所述原位数据采集模块两侧的若干电阻温度传感器；所述各电阻温度传感器通过信号电缆与所述原位数据采集模块相连，所述原位数据采集模块和监测井测温光纤由所述水合物成藏子系统中的高压反应釜顶部的线缆出口穿出后与所述数据处理及控制子系统相连。

所述产出物收集子系统包括气液分离器、气体收集装置和液体收集装置；所述气液分离器的入口端分别与外部液体管路和外部气体管路相连，所述外部液体管路和外部气体管路的另一端分别与所述模拟生产井子系统的气体输出端和液体输出端相连；所述外部液体管路上设置有第三阀门开关，所述外部气体管路上设置有第四阀门开关和背压阀；所述气体收集装置包括与所述气液分离器的排气口相连的第二高压气瓶、以及设置在所述第二高压气瓶与所述气液分离器之间管路上的压力控制阀和第二增压泵；所述液体收集装置包括与所述气液分离器的排液口相连的储液罐。

数据处理及控制子系统包括上位机以及与所述上位机相连的采集控制模块，所述采集控制模块通过控制线缆和数据线缆分别与所述水合物成藏子系统、模拟生产井子系统、模拟监测井子系统和产出物收集子系统中的相关元件相连对其进行监测和控制；所述数据线缆返回的监测数据由所述上位机进行处理。

一种基于所述系统的天然气水合物开采监测模拟方法，包括以下步骤：1)设置一天然气水合物开采模拟监测系统，包括水合物成藏子系统、模拟生产井子系统、模拟监测井子系统、产出物收集子系统和数据处理及控制子系统；向水合物成藏子系统中的高压反应釜内填充粉细砂后进行密封，同时将各子系统管路连接，完成实验准备工作；2)通过数据处理及控制子系统对水合物成藏子系统进行控制，对天然气水合物成藏过程进行模拟；3)通过数据处理及控制子系统控制模拟生产井子系统和模拟监测井子系统，采用降压法或加热法对天然气水合开采监测进行模拟。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明设置有模拟监测井子系统，该模拟监测井子系统能够对天然气水合物开采机理及开采动态以及水合物开采灾害进行在线监测，监测数据能够更加科学的指导实际的天然气开采。2、本发明设置的模拟生产井子系统和模拟监测井子系统中采用基于分布式测温光纤以及多点电阻测温的双井筒监测模式，可以获得水合物成藏以及开采过程中的温度变化，监测数据更加全面。3、本发明设置的水合物成藏子系统，可以真实模拟水合物的形成环境，形成水合物地层性质较原位水合物沉积物相近，使得对水合物开采的结果更加符合实际工况。4、本发明通过相应的设备可以采用加热法或降压法等多种手段进行开采，满足了测试不同工况的开采效果，适用性广。5、本发明由于模拟生产井子系统和模拟监测井子系统中采用缠绕式的光纤布设方式，有效的缩小设备总体尺寸并提高测温光纤的位置精度。本发明装置实验操作过程简单，安全性高，可重复进行实验，因而本发明可以广泛应用于天然气水合物开采监测模拟领域。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2(a)、(b)是环形排气管路的布置俯视图；

图中，1、恒温室；2、高压反应釜；3、生产井测温光纤；4、电磁阀；5、开采气液通道；6、加热器；7、微型电潜泵；8、内部液体管路；9、模拟监测井；10、监测井测温光纤；11、信号线缆；12、原位数据采集模块；13、电阻温度传感器；14、第一高压气瓶；15、减压阀；16、第一气体流量计；17、第一阀门开关；18、气体入口；19、第一增压泵；20、液体流量计；21、第二阀门开关；22、液体入口；23、内部气体管路；24、外部液体管路；25、外部气体管路；26、第三阀门开关；27、第四阀门开关；28、气液分离器；29、第二气体流量计；30、储液瓶；31、压力控制阀；32、储气罐；33、第二增压泵；34、第二高压气瓶；35、管路线缆引出口；36、数据线缆；37、线缆出口；38、控制线缆；39、采集控制模块；40、上位机；41、模拟水合物层；42、模拟盖层；43、紧固螺栓；44、密封垫片；45、模拟生产井；46、背压阀；47、生产井密封盖；48、测温光纤缠绕器；49、单点温度压力传感器；50、环形排气管路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供的一种天然气水合物开采监测模拟装置包括：水合物成藏子系统、模拟生产井子系统、模拟监测井子系统、产出物收集子系统和数据处理及控制子系统。水合物成藏子系统用于对天然气水合物形成过程进行模拟；模拟生产井子系统用于对水合物成藏子系统合成的天然气水合物进行开采并通过气、液输出端将产出物输送到所述产出物收集子系统，同时对开采过程中模拟生产井子系统内部的压力和温度进行监测，并将监测结果发送到数据处理及控制子系统；模拟监测井子系统实时监测水合物成藏子系统合成的水合物层的温度变化，并将监测结果发送到数据处理及控制子系统；数据处理及控制子系统根据实验要求控制水合物成藏子系统的水合物成藏过程、模拟生产井子系统的开采过程以及产出物收集子系统的产出物收集，并根据接收到的监测结果进行数据显示、存储和分析。

水合物成藏子系统包括设置在恒温室1中的密闭高压反应釜2、分别与高压反应釜2底部相连通的供气系统和供液系统。供气系统包括第一高压气瓶14，第一高压气瓶14出口端通过供气管路与高压反应釜2底部一侧设置的气体入口18相连，且供气管路上依次设置有减压阀15、第一气体流量计16以及第一阀门开关17。供液系统包括第一增压泵19，第一增压泵19的入口端与水源相连，出口端通过供液管路与高压反应釜2底部另一侧设置的液体入口22相连，并且供液管路上依次设置有液体流量计20和第二阀门开关21。

模拟生产井子系统包括模拟生产井45、生产井开采装置和生产井测量装置。模拟生产井45焊接在水合物成藏子系统的高压反应釜2内底部，其顶部通过生产井密封盖47密封，底部设置有通过电磁阀4控制通断的开采气液通道5。生产井开采装置包括设置在开采气液通道5下部用于安装加热器6的若干圆孔、设置在模拟生产井45底部用于排液的微型潜水泵7以及同轴设置在模拟生产井45内的内部气体管路23和内部液体管路8，且内部气体管路23和内部液体管路8上端由生产井密封盖47穿出后经设置在高压反应釜2顶部的管路线缆引出口35与产出物收集子系统相连，内部气体管路23下端悬空，内部液体管路8下端与微型潜水泵7相连。生产井测量装置包括套设在内部气体管路23和内部液体管路8外部的测温光纤缠绕器48、等螺距缠绕在测温光纤缠绕器48外壁上的生产井测温光纤3以及固定设置在位于微型潜水泵7下方的测温光纤缠绕器48上的单点温度压力传感器49。其中，电磁阀4、微型潜水泵7、生产井测温光纤3和单点温度传感器49均与数据处理及控制子系统相连。

模拟监测井子系统包括模拟监测井9和监测井测量装置。模拟监测井9焊接在高压反应釜2底部。模拟井测量装置包括等螺距缠绕在模拟监测井9外部的监测井测温光纤10、设置在模拟监测井9外壁下部的原位数据采集模块12以及对称设置在原位数据采集模块12两侧的若干电阻温度传感器13。其中，各电阻温度传感器13通过信号电缆11与原位数据采集模块12相连，监测井测温光纤10和原位数据采集模块12与数据线缆36相连，数据线缆36由高压反应釜2顶部的线缆出口37穿出后与数据处理及控制系统相连。

产出物收集子系统包括气液分离器28、气体收集装置和液体收集装置。气液分离器28的入口端分别与外部液体管路24和外部气体管路25相连，外部液体管路24和外部气体管路25的另一端分别与模拟生产井子系统中模拟生产井45内的内部液体管路8和内部气体管路23相连，且外部液体管路24上设置有第三阀门开关26，外部气体管路25上设置有第四阀门开关27和背压阀46。气体收集装置包括与气液分离器28的排气口相连的第二高压气瓶34、以及设置在第二高压气瓶34与气液分离器28之间管路上的压力控制阀31和第二增压泵33。液体收集装置包括与气液分离器28的排液口相连的储液罐30。

数据处理及控制子系统包括上位机40以及与上位机40相连的采集控制模块39，采集控制模块39通过控制线缆38与模拟生产井子系统中的电磁阀4、加热器6、以及微型电潜泵7相连对其进行控制，通过数据线缆36与模拟生产井子系统中的生产井测温光纤3、单点温度压力传感器49以及模拟监测井子系统中的监测井测温光纤10、各电阻温度传感器13和原位数据采集模块12相连，接收其采集的温度和压力数据，并返回到上位机40进行处理。

上述实施例中，水合物成藏子系统中的密闭高压反应釜2采用耐腐蚀材料制成，其包括圆筒形釜体和釜盖，且圆筒形釜体和釜盖之间通过多个紧固螺栓43以及密封垫片44进行密封。

上述各实施例中，如图2(a)、(b)所示，高压反应釜2内底部还设置有与气体入口18相连通的环形排气管路50，环形排气管路50包括一环形管路以及与环形管路连通的交叉形管路，且环形管路和交叉形管路上均间隔设置有若干排气孔。环形排气管路50的设置使得在注气阶段，气体从环形排气管路50的排气孔中排出，更加均匀在扩散在高压反应釜2的底部并且在气体上升阶段，充分与水接触，利于模拟水合物层41的生成。

上述各实施例中，模拟生产井子系统中的开采气液通道5内部设有防砂网。

上述各实施例中，模拟生产井子系统中的测温光纤缠绕器48为采用铁丝网制成的圆筒形缠绕器。

上述各实施例中，模拟生产井子系统中的模拟生产井45采用耐腐蚀材料制成。

上述各实施例中，模拟生产井子系统中的生产井测温光纤3、电磁阀4、加热器6、微型电潜泵7、单点温度压力传感器49以及模拟监测井子系统中的信号线缆11、原位数据采集模块12、电阻温度传感器13都进行铠装处理，防止高压环境破坏设备性能。

基于上述天然气水合物开采监测模拟装置，本发明还提供一种天然气水合物开采监测模拟方法，包括以下步骤：

1)向高压反应釜内填充粉细砂后进行密封，同时将各子系统管路连接，完成实验准备工作。

在高压反应釜2内部填充具有一定孔隙度的粉细砂后，通过多个紧固螺栓43以及密封垫片44进行密封。将各子系统管路连接完成，并通过控制高压气瓶Ⅰ14向高压反应釜2注入适量空气，检查系统气密性。

2)通过数据处理及控制子系统对水合物成藏子系统进行控制，对天然气水合物成藏过程进行模拟。

对天然气水合物成藏过程进行模拟的方法，包括以下步骤：

2.1)观察液体流量计20，通过第一增压泵19将预设体积的去离子水注入高压反应釜2，使沉积物中孔隙水饱和度达到预设目标值，注水高度即为模拟水合物层41的高度，模拟水合物层41之上为模拟盖层42。

2.2)观察第一气体流量计16，通过控制第一高压气瓶14经由环形排气管50向高压反应釜2内注入适量甲烷气体，达到预定的生成压力。

2.3)控制恒温室1的温度达到预设的生成温度，开始形成天然气水合物。

2.4)监测井测温光纤10和各电阻温度传感器13实时采集模拟水合物层41和模拟盖层42的温度变化情况，并将监测结果发送到数据处理及控制子系统。

3)通过数据处理及控制子系统控制模拟生产井子系统和模拟监测井子系统，采用降压法或加热法对天然气水合开采监测进行模拟。

本发明对天然气水合开采监测进行模拟时，开采可以采用降压法和加热法两种方法进行。

采用降压法时，首先控制背压阀46的压力低于天然气水合物的分解压力，然后通过数据处理及控制子系统控制电磁阀4处于打开状态，此时模拟生产井45和高压反应釜2连通，模拟生产井45附近的水合物首先分解，分解的气体和液体进入模拟生产井45井筒内部，气体通过内部气体管路23排出经过气液分离后存储，液体积留于模拟生产井45底部，通过气体和液体的热力学差异的不同，采用生产井测温光纤3测量气液交界面的温度突变进而监测模拟生产井45井筒内部液位高度，当液位高度过高超过内部气体管路23底部入口时，关闭第四阀门开关27，开启第三阀门开关26，通过微型电潜泵7排出部分液体后再次进行降压开采。在开采过程的同时，水合物分解吸收热量导致此处温度下降，通过监测井测温光纤10以及电阻温度传感器13可以监测到温度的降低从而观察水合物的分解情况。

采用加热法时，通过上位机40控制加热器6工作使温度高于天然气水合物的分解温度，电磁阀4处于打开状态，背压阀46压力为设置的初始压力值，模拟生产井45附近的水合物分解，其余操作与降压法一致。通过第二气体流量计29计量产出气体总量，分析开采方法效率。当装置不再产出气体时，升高恒温室1的温度，使高压反应釜内2的水合物完全分解，收集剩余气体，通过第二增压泵33将剩余产出气体加压注入到第二高压气瓶34中，以进行下一次实验。通过多次实验，分析不同工况下天然气水合物开采过程中温度参数的变化情况。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种天然气水合物开采监测模拟装置，其特征在于：其包括水合物成藏子系统、模拟生产井子系统、模拟监测井子系统、产出物收集子系统以及用于对上述各子系统进行监测和控制的数据处理及控制子系统；

所述水合物成藏子系统用于对天然气水合物形成过程进行模拟；

所述模拟生产井子系统用于对所述水合物成藏子系统合成的天然气水合物进行开采并将产出物通过其气、液输出端输送到所述产出物收集子系统，同时对开采过程中所述模拟生产井子系统内部的压力和温度进行监测，并将监测结果发送到所述数据处理及控制子系统；

所述模拟监测井子系统实时监测所述水合物成藏子系统合成的水合物层的温度变化，并将监测结果发送到所述数据处理及控制子系统。

2.如权利要求1所述的一种天然气水合物开采监测模拟装置，其特征在于：所述水合物成藏子系统包括设置在恒温室中的密闭高压反应釜、分别与所述高压反应釜底部相连通的供气系统和供液系统；

所述高压反应釜顶部设置有与所述模拟生产井子系统和模拟监测井子系统位置对应的管路线缆引出口和线缆出口；

所述供气系统包括第一高压气瓶，所述第一高压气瓶出口端通过供气管路与所述高压反应釜底部一侧的气体入口相连，且所述供气管路上依次设置减压阀、第一气体流量计以及第一阀门开关；

所述供液系统包括第一增压泵，所述第一增压泵的入口端与水源相连，出口端通过供液管路与所述高压反应釜底部另一侧的液体入口相连，且所述供液管路上依次设置液体流量计和第二阀门开关。

3.如权利要求2所述的一种天然气水合物开采监测模拟装置，其特征在于：所述高压反应釜采用耐腐蚀材料制成，其包括圆筒形釜体和釜盖，所述圆筒形釜体和釜盖之间通过多个紧固螺栓以及密封垫片进行密封。

4.如权利要求2所述的一种天然气水合物开采监测模拟装置，其特征在于：所述高压反应釜内底部还设置有一通过所述气体入口与所述供气系统相连的环形排气管路，所述环形排气管路包括一环形管路以及与所述环形管路连通的交叉形管路，且所述环形管路和交叉形管路上均间隔设置有若干排气孔。

5.如权利要求2所述的一种天然气水合物开采监测模拟装置，其特征在于：所述模拟生产井子系统包括模拟生产井、生产井开采装置和生产井测量装置；

所述模拟生产井设置在所述水合物成藏子系统中的高压反应釜底部，其顶部通过生产井密封盖密封，底部设置有通过电磁阀控制通断的开采气液通道；

所述生产井开采装置包括设置在所述开采气液通道下部用于安装加热器的若干圆孔、设置在所述模拟生产井底部的微型潜水泵以及同轴设置在所述模拟生产井内的内部气体管路和内部液体管路；所述内部气体管路和内部液体管路上端作为气体输出端和液体输出端由所述生产井密封盖穿出后经所述高压反应釜顶部的管路线缆引出口与所述产出物收集子系统相连，所述内部气体管路下端悬空，所述内部液体管路下端与所述微型潜水泵相连；

所述生产井测量装置包括套设在所述内部气体管路和内部液体管路外部的测温光纤缠绕器、等螺距缠绕在所述测温光纤缠绕器外壁上的生产井测温光纤以及固定设置在位于所述微型潜水泵下方的所述测温光纤缠绕器上的单点温度压力传感器；

所述电磁阀、微型潜水泵、生产井测温光纤和单点温度传感器均与所述数据处理及控制子系统相连。

6.如权利要求5所述的一种天然气水合物开采监测模拟装置，其特征在于：所述测温光纤缠绕器采用铁丝网制成的圆筒形缠绕器。

7.如权利要求2所述的一种天然气水合物开采监测模拟装置，其特征在于：所述模拟监测井子系统包括模拟监测井和监测井测量装置；

所述模拟监测井焊接在所述水合物成藏子系统中的高压反应釜内底部；

所述模拟井测量装置包括等螺距缠绕在所述模拟监测井外部的监测井测温光纤、设置在所述模拟监测井外壁下部的原位数据采集模块以及对称设置在所述原位数据采集模块两侧的若干电阻温度传感器；

所述各电阻温度传感器通过信号电缆与所述原位数据采集模块相连，所述原位数据采集模块和监测井测温光纤由所述水合物成藏子系统中的高压反应釜顶部的线缆出口穿出后与所述数据处理及控制子系统相连。

8.如权利要求1所述的一种天然气水合物开采监测模拟装置，其特征在于：所述产出物收集子系统包括气液分离器、气体收集装置和液体收集装置；

所述气液分离器的入口端分别与外部液体管路和外部气体管路相连，所述外部液体管路和外部气体管路的另一端分别与所述模拟生产井子系统的气体输出端和液体输出端相连；所述外部液体管路上设置有第三阀门开关，所述外部气体管路上设置有第四阀门开关和背压阀；

所述气体收集装置包括与所述气液分离器的排气口相连的第二高压气瓶、以及设置在所述第二高压气瓶与所述气液分离器之间管路上的压力控制阀和第二增压泵；

所述液体收集装置包括与所述气液分离器的排液口相连的储液罐。

9.如权利要求1所述的一种天然气水合物开采监测模拟装置，其特征在于：数据处理及控制子系统包括上位机以及与所述上位机相连的采集控制模块，所述采集控制模块通过控制线缆和数据线缆分别与所述水合物成藏子系统、模拟生产井子系统、模拟监测井子系统和产出物收集子系统中的相关元件相连对其进行监测和控制；所述数据线缆返回的监测数据由所述上位机进行处理。

10.一种基于如权利要求1所述系统的天然气水合物开采监测模拟方法，其特征在于包括以下步骤：

1)设置一天然气水合物开采模拟监测系统，包括水合物成藏子系统、模拟生产井子系统、模拟监测井子系统、产出物收集子系统和数据处理及控制子系统；向水合物成藏子系统中的高压反应釜内填充粉细砂后进行密封，同时将各子系统管路连接，完成实验准备工作；

2)通过数据处理及控制子系统对水合物成藏子系统进行控制，对天然气水合物成藏过程进行模拟；

3)通过数据处理及控制子系统控制模拟生产井子系统和模拟监测井子系统，采用降压法或加热法对天然气水合开采监测进行模拟。