CN109252833B - 一种天然气水合物开采方法 - Google Patents
一种天然气水合物开采方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109252833B CN109252833B CN201811308959.6A CN201811308959A CN109252833B CN 109252833 B CN109252833 B CN 109252833B CN 201811308959 A CN201811308959 A CN 201811308959A CN 109252833 B CN109252833 B CN 109252833B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- natural gas
- water
- gas hydrate
- injection well
- water injection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- NMJORVOYSJLJGU-UHFFFAOYSA-N methane clathrate Chemical compound C.C.C.C.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O NMJORVOYSJLJGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Natural products C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 115
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 45
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 40
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 40
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims description 40
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 33
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 28
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 27
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 12
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 9
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 7
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 7
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 230000002308 calcification Effects 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 3
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 claims description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 2
- -1 natural gas hydrates Chemical class 0.000 abstract description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 6
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 4
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 208000004434 Calcinosis Diseases 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000004021 metal welding Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/01—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells specially adapted for obtaining from underwater installations
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
- E21B41/0099—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00 specially adapted for drilling for or production of natural hydrate or clathrate gas reservoirs; Drilling through or monitoring of formations containing gas hydrates or clathrates
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/20—Displacing by water
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
本发明涉及海底浅层天然气水合物开采技术领域，具体涉及一种天然气水合物开采方法，在海内设置注水井和开采井，并通过所述注水井以加热水合物层，通过第一水管在水面上连通注水井和开采井，使开采井排出的水进入注水井中，通过第一管道连通开采井和注水井，使得开采井分离出来的热水再次注入注水井，使得部分热水形成了热循环，即最开始进入注水井中的低温水被加热注入水合物层，水合物层被加热，使得开采井采集的混合物温度高，从该混合物中分离的水再次被注入水合物层，从而能够节约部分加热能源，减少了热损失，节约了成本。
Description
技术领域
本发明涉及海底浅层天然气水合物开采技术领域，具体涉及一种天然气水合物开采方法。
背景技术
天然气水合物俗称“可燃冰”，是由于天然气和水在高压低温的环境下形成的晶状物质，天然气水合物中甲烷的含量极高，具有燃烧时产热量大、污染小、储蓄含量是化石能源的两倍等优势。具有广阔开发前景，是未来发展中重要的清洁能源之一。
我国天然气水合物主要存在于冻土以及海底，其中海底天然气水合物的储量远远超过陆地冻土区域中的储量，因此，如何妥善的开发海底天然气水合物具有重要的战略意义。目前的研究表明我国海底天然气水合物具有埋藏深度浅、不易胶结的特点，目前所提出的开采方法包括热激法、物理破碎法、固体流化法、降压法、CO2置换开采法等。
所谓热激法，主要是通过向开采井(9)中注入大量的热水或者热气将具有一定密闭空间的天然气水合物储层分解为气相的混合物，通过输送管道(6)的输送、收集、分离获得高纯度的天然气。热激法的热源主要是利用加热的热海水或者地热，目前较为创新的热激法是利用电磁生热的原理，具体是将电极下放到水合物层，通过电磁生热使电极产生热能使密闭空间的水合物由固相转变为液相。热激法也存在一定的缺陷，由于开采过程中水合物层的热量损失和套管的热损失等原因造成大量的热能损失，能量利用率低，成本极高。
发明内容
本发明的目的在于：针对目前天然气水合物热激法开采热能损失大造成成本极高的问题，提供一种天然气水合物开采方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种天然气水合物开采方法，在海内设置注水井和开采井，并通过所述注水井以加热水合物层，通过第一水管在水面上连通注水井和开采井，使开采井排出的水进入注水井中。
作为优选，设置第二水管以吸取注水井附近的海水，来自所述第二水管和所述第一水管的混合水注入注水井，使得注入注水井的水量足够。
作为优选，在注水井底部设置金属管，采用电磁生热的原理使所述金属管发热以加热水合物层，注入所述注水井的水通过所述金属管以被所述金属管加热，从而采用金属管直接加热水合物层。
作为优选，通过太阳能电池板向所述金属管供电，仅需要太阳能供电，无需陆地远程布线供电，节约成本和降低风险。
作为优选，所述金属管外壁设置保温层，具体的，保温层可以是在管外包裹保温装置，或者在管外涂抹保温涂层，以降低热损失。
作为优选，所述金属管内的流道内间隔设置若干折流板以多次改变水的流向，以增大流体的接触面积，同时增大湍流程度，使得加热效率更高。
作为优选，所述第二水管上设置海水净化装置(16)以去除水中的钙化物和氯化物，从而避免整个装置的管线因为钙化物或者氯化物附着反应而失效，保证可靠性。
作为优选，在所述开采井底部设置井下分离器(10)，同时在所述开采井底部和所述注水井底部之间设置回填管道(13)，以使得来自开采井的混合物经过井下分离器(10)进行过滤，以让分离出的固体物质进入回填管道(13)进行原位回填，由于海底水合物层开采后压力、地形会发生变化，进行海底原位加压回填，减少了海底坍塌的可能。
作为优选，在所述开采井内设置气液分离装置(3)，以使来自井下分离器(10)的气液混合物进入气液分离装置(3)，所述气液分离装置(3)分离出的天然气进入天然气收集罐(1)，分离出的热海水通过第一水管(14)进入所述注水井。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本申请的有益效果是：通过第一管道连通开采井和注水井，使得开采井分离出来的热水再次注入注水井，使得部分热水形成了热循环，即最开始进入注水井中的低温水被加热注入水合物层，水合物层被加热，使得开采井采集的混合物温度高，从该混合物中分离的水再次被注入水合物层，从而能够节约部分加热能源，减少了热损失，节约了成本。
附图说明
图1为本申请的使用示意图；
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种天然气水合物开采方法,主要用于浅层天然气水合物开采，采用的开采装置包括天然气收集罐1、第一开采船2、气液分离装置3、密封橡胶环4、密封伸缩套5、输送管道6、第一隔水管7、第一封隔器8、天然气水合物开采井9、井下分离器10、抽吸装置11、抽吸管道12、回填管道13、第一水管14、水泵15、海水净化装置16、第一单向阀17、第二水管18、第一单向阀19、电能蓄能装置20、太阳能电池板21、电力转换装置22、开采船B23、第一电缆线24、第二电缆线25、配水器26、导管27、速度调节装置28、电缆上接头29、电缆下接头30、第二隔水管31、突肩32、绝热保温层33、折流板34、金属管35、过电缆封隔器36、第二封隔器37、注水井38、射流喷头39、球铰连接短节40、万向节短节41、电磁铁42、电力钻头43和循环装置44。
天然气水合物开采井9中，第一隔水管7下放至天然气水合物层上方，采用第一封隔器8进行入泥第一隔水管7的快速坐封，第一封隔器8下方随机布置三个抽吸装置11，混合物经过井下分离器10进行第一次过滤，分离出的固体物质进入回填管道13进行原位回填，气液混合物通过输送管道6输送到气液分离装置3，气液分离装置3左端出口与天然气收集罐1相连，右端出口与循环装置44相连，天然气收集罐1和循环装置44置于第一开采船2上；注水井38中，第二隔水管31下放至天然气水合物层上方，利用第二封隔器37进行入泥第二隔水管31的快速坐封，第二封隔器37上方坐封有过电缆封隔器36，第二隔水管31上端定固在第二开采船23，第二开采船23上放置有电力转换装置22、电能蓄能装置20，太阳能电池板21将采集的太阳能输送给电力转换装置22，最终输送给电能蓄能装置20，电能蓄能装置20分别引出第一电缆线24和第二电缆线25；第二隔水管31内部设置有金属管35，金属管35通过突肩32固定在隔水管适当位置，金属管35下端连接有射流喷头39，金属管35上端与导管27螺纹连接，金属管35内部焊接有螺旋状电缆下接头30，电缆下接头30与金属管35的轴线重合并与电缆上接头29配合，电缆上接头29焊接在速度调节装置28的旋转主轴的几何中心，旋转主轴通过第一电缆线24与电力转换装置22连接，速度调节装置28上方安装有配水器26；配水器26引出第一水管14和第二水管18，第一水管14与第一开采船2上的循环装置44连接，第二水管18连接海水净化装置16，海水净化装置16连接水泵15。
第一隔水管7包括的隔水管固定部分和隔水管浮动部分，隔水管固定部分下放到海底泥层，隔水管固定部分上面的轴向滑槽与隔水管浮动部分的滑块间隙配合，密封伸缩套5密封连接部位；密封伸缩套5两端粘接有密封橡胶环4，密封橡胶环4遇水膨胀以实现密封。第一封隔器8、第二封隔器37为扩张式封隔器。回填管道13内安装有加压装置，加快碎石和淤泥等固体输送，回填管道13的入口设置成具有一定斜度的切口，便于加压原位回填。第一水管14和第二水管18上分别设置有第一单向阀17和第一单向阀19。太阳能电池板21可以转动，提高太阳能的接收效率。
电力蓄能装置暂时储存电力转换装置22所转化的电能，同时配备应急电能装置，满足开采过程的电力需求。速度调节装置28的旋转主轴通过旋转控制扇叶的重合程度，进而控制配水器26进入导管27的水量。
金属管35为铁质金属管35，金属管35外管壁涂覆一层绝热保温材料，金属管35内部焊接有折流板34，提高海水流动时的湍动程度。
气液分离装置3内部设置有折线形挡板，同时利用天然气与海水沸点不同的原理，实现天然气与海水的分离。射流喷头39内部设置有加压元件，提高射流的压力。循环装置44将气液分离装置3所分离出的热海水进行保温，然后通过第一水管14输送至配水器26，实现热海水的再次利用。海水净化装置16能够去除海水中的大部分钙元素、氯元素，防止海水腐蚀管道和加热过程中在金属管35中结垢。
高强度套筒可以承受射流喷头39喷射出的高压水，高压水从射流喷头39圆柱面射出，底部通过球铰连接短节40和万向节短节41相连，万向节圆柱面设有第二电缆线25孔，第二电缆线25通过万向节上的第二电缆线25孔与电磁铁42相连。万向节通过球铰结构，实现360度旋转，满足钻头钻探转向的要求，实现钻探弯道等要求。
本方法的具体实施步骤：
步骤一：分别向天然气水合物开采井9、注水井38下放第一隔水管7、第二隔水管31至天然气水合物层，利用第一封隔器8、第二封隔器37快速坐封入泥隔水管，同时分别将第一隔水管7、第二隔水管31固定在第一开采船2、第二开采船23所提供的支撑平台。
步骤二：在第一隔水管7中逐步下放抽吸装置11、抽吸管道12、回填管道13、输送管道6、气液分离装置3至适当的位置，气液分离装置3的管道分别与第一开采船2上的天然气水合物收集罐1和循环装置44相连。
步骤三：在第二隔水管31中首先坐封过电缆封隔器36，随后下放通过第二电缆线25连接的高强度套筒，然后下放导管27、金属管35、射流喷头39构成的整体结构到适当的位置，并利用突肩32进行锚定，最后在第二隔水管31中的导管27内下放与第一电缆线24相连的速度调节装置28。
步骤四：利用第一水管14连接第一开采船2和第二开采船23，利用第二水管18连接水泵15、海水净化装置16、配水器26，在第二开采船23中安装电能蓄能装置20、电力转换装置22和太阳能电池板21。
具体的说，一种绿色天然气水合物开采方法，操作方式如下：
1、利用成熟的陆地石油开采方法和开采设备进行海底水合物的钻探出天然气水合物开采井9和注水井38，随后第一隔水管7和第二隔水管31分别由第一开采船2和第二开采船23所提供的支撑平台上下放，下放到天然气水合物开采井9和注水井38所对应的天然气水合物层的上方，最后利用扩张式第一封隔器8和扩张式第二封隔器37进行入泥隔水管的快速坐封,最终实现海水和开采层的分割。
2、待第一封隔器8和第二封隔器37坐封完成之后，在第一隔水管7中下放输送管道6和与之相连的回填管道13、抽吸装置11、抽吸管道12，输送管道6锚定在第一隔水管7的内管壁上，抽吸装置11随机布置在天然气水合物层，加快开采过程中的水合物采集气液；通过螺纹连接气液分离装置3和输送管道6，气液分离装置3管道分别与第一开采船2上的天然气水合物收集罐1和循环装置44相连，最终实现天然气水合物开采井9的开采设备安装。
3、在天然气水合物开采井9的设备安装时，进行注水井38的设备安装。第二封隔器37坐封完毕以后，在第二封隔器37上方坐封过电缆封隔器36，通过第二电缆线25连接的高强度套筒经过电缆封隔器36和第二封隔器37进入海底天然气水合物层，以备海底岩石破碎的需要；导管27、金属管35、射流喷头39构成的整体结构下放到适当的位置，并利用突肩32进行锚定；锚定完毕之后在第二隔水管31中的导管27内下放与第一电缆线24相连的速度调节装置28，最后在导管27上端面安装配水器26，调节注入金属管35中进行加热的海水量，完成注水井38的设备安装。
4、天然气水合物开采井9和注水井38的设备安装完毕之后，利用第一水管14连接第一开采船2上面的循环装置44和第二开采船23下面的配水器26，利用配水器26引出的第二水管18连接海水净化装置16，去除海水中的钙、镁、氯等元素，海水净化装置16下方连接水泵15；完成第二开采船23上电能蓄能装置20、电力转换装置22和太阳能电池板21的安装，最终完成所有的开采设备的安装。
5、检查所有的开采设备，保证太阳能电池板21始终处于太阳能收集状态，通过电力转换装置22将太阳能装换，最终存储在电能蓄能装置20。当达到一定的电能时，开启第二电缆线25所对应的开关进行海底天然气水合物的试钻探，试钻探成功后关闭其对应的开关，进行天然气水合物的开采。开启水泵15、开启第一单向阀19，海水经过海水净化装置16净化后进入配水器26，在海水的重力下带动速度调节装置28向下移动，最终实现电缆上接头29和电缆下接头30的配合，并在水压的作用下保持配合强度，达到电缆连接的要求。电缆接通后，基于电磁生热的原理使得金属管35发热，通过热传递实现海水的加热；金属管35中的折流板34可以增大海水的扰动程度、增加传热系数提高传热效率。加热后的海水进入射流喷头39，通过射流喷头39中的加压装置提高射流压力和射流强度使水合物矿体破碎成细小颗粒。
6、注水井破岩的同时，天然气水合物开采井9中的抽吸装置11进入工作状态，海底混合物通过抽吸管道12进入井下分离器10，分离出的气液混合物进入输送管道6，最终进入气液分离装置3进行第二次分离，分离出的天然气进入天然气收集罐1，分离出的热海水通过第一水管14进入配水器26，实现热海水的重复利用、减少能耗；井下分离器10所分离出来的碎石和淤泥通过回填管道13，在回填管道13内的加压装置的作用下进行原位加压回填。
采用上述方法，本发明具有多个优势：
1、本发明专利所提供的开采方法所需的材料和能源均清洁可靠。太阳能电池板21收集太阳能并通过电力转换装置22转换成电能，提供金属管35加热所需要的电能；因地制宜，直接利用海水加热提供开采所需的热量，循环装置44进行热海水的重复利用，降低开采成本。
2、由于海底水合物层开采后压力、地形会发生变化，利用井下分离器10、回填管道13等装置进行海底原位加压回填，加少了海底坍塌的可能。
3、利用电磁生热和电生磁的原理，提供了开采设备的动力源，最终实现海底开采过程中射流开采技术和物理破碎技术的结合，提高水合物的开采效率。
4、开采设备结合部分陆地石油开采过程中运用的设备，封隔器坐封入泥隔水管、气液分离装置3实现开采物的二次分离，同时开采过程热激法、物理破碎法、固体开采法多种方法结合，突破了传统的热激法传热效率低的问题。
5、第一隔水管7包括的隔水管固定部分和隔水管浮动部分，隔水管固定部分上面的轴向滑槽与隔水管浮动部分的滑块间隙配合，解决传统的隔水管不能防止海水造成的波动而影响开采过程的问题。
凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种天然气水合物开采方法，在海内设置注水井(38)和开采井(9)，并通过所述注水井(38)以加热水合物层，其特征在于，通过第一水管(14)在水面上连通注水井(38)和开采井(9)，使开采井(9)排出的水进入注水井(38)中；
在注水井(38)底部设置射流喷头(39)，来自注水井(38)的热水通过射流喷头(39)后破碎水合物层；
所述天然气水合物开采方法包括以下步骤：
S1、利用成熟的陆地石油开采方法和开采设备进行海底水合物的钻探出天然气水合物开采井( 9) 和注水井( 38) ，随后第一隔水管( 7) 和第二隔水管( 31) 分别由第一开采船( 2) 和第二开采船( 23) 所提供的支撑平台上下放，下放到天然气水合物开采井( 9)和注水井( 38) 所对应的天然气水合物层的上方，最后利用扩张式第一封隔器( 8) 和扩张式第二封隔器( 37) 进行入泥隔水管的快速坐封；
S2、待第一封隔器( 8) 和第二封隔器( 37) 坐封完成之后，在第一隔水管( 7) 中下放输送管道( 6) 和与之相连的回填管道( 13) 、抽吸装置( 11) 、抽吸管道( 12) ，输送管道( 6) 锚定在第一隔水管( 7) 的内管壁上，抽吸装置( 11) 随机布置在天然气水合物层；通过螺纹连接气液分离装置( 3) 和输送管道( 6) ，气液分离装置( 3) 管道分别与第一开采船( 2) 上的天然气水合物收集罐( 1) 和循环装置( 44) 相连；
S3：在天然气水合物开采井( 9) 的设备安装时，进行注水井( 38) 的设备安装，第二封隔器( 37) 坐封完毕以后，在第二封隔器( 37) 上方坐封过电缆封隔器( 36) ，通过第二电缆线( 25) 连接的高强度套筒经过电缆封隔器( 36) 和第二封隔器( 37) 进入海底天然气水合物层，以备海底岩石破碎的需要；导管( 27) 、金属管( 35) 、射流喷头( 39)构成的整体结构下放到适当的位置，并利用突肩( 32) 进行锚定；锚定完毕之后在第二隔水管( 31) 中的导管( 27) 内下放与第一电缆线( 24) 相连的速度调节装置( 28) ，最后在导管( 27) 上端面安装配水器( 26) ，调节注入金属管( 35) 中进行加热的海水量；
S4、天然气水合物开采井( 9) 和注水井( 38) 的设备安装完毕之后，利用第一水管(14) 连接第一开采船( 2) 上面的循环装置( 44) 和第二开采船( 23) 下面的配水器(26) ，利用配水器( 26) 引出的第二水管( 18) 连接海水净化装置( 16) ，海水净化装置( 16) 下方连接水泵( 15) ，完成第二开采船( 23) 上电能蓄能装置( 20) 、电力转换装置( 22) 和太阳能电池板( 21) 的安装；
S5、检查所有的开采设备，保证太阳能电池板( 21) 始终处于太阳能收集状态，通过电力转换装置( 22) 将太阳能装换，最终存储在电能蓄能装置( 20) ，当达到一定的电能时，开启第二电缆线( 25) 所对应的开关进行海底天然气水合物的试钻探，试钻探成功后关闭其对应的开关，进行天然气水合物的开采；
S6、注水井破岩的同时，天然气水合物开采井( 9) 中的抽吸装置( 11) 进入工作状态，海底混合物通过抽吸管道( 12) 进入井下分离器( 10) ，分离出的气液混合物进入输送管道( 6) ，最终进入气液分离装置( 3) 进行第二次分离，分离出的天然气进入天然气收集罐( 1) ，分离出的热海水通过第一水管( 14) 进入配水器( 26) ，井下分离器( 10)所分离出来的碎石和淤泥通过回填管道( 13) ，在回填管道( 13) 内的加压装置的作用下进行原位加压回填。
2.根据权利要求1所述的天然气水合物开采方法，其特征在于，设置第二水管(18)以吸取注水井(38)附近的海水，来自所述第二水管(18)和所述第一水管(14)的混合水注入注水井(38)。
3.根据权利要求1所述的天然气水合物开采方法，其特征在于，在注水井(38)底部设置金属管(35)，采用电磁生热的原理使所述金属管(35)发热以加热水合物层，注入所述注水井(38)的水通过所述金属管(35)以被所述金属管(35)加热。
4.根据权利要求3所述的天然气水合物开采方法，其特征在于，通过太阳能电池板(21)向所述金属管(35)供电。
5.根据权利要求3所述的天然气水合物开采方法，其特征在于，所述金属管(35)外壁设置保温层。
6.根据权利要求3所述的天然气水合物开采方法，其特征在于，所述金属管(35)内的流道内间隔设置若干折流板(34)以多次改变水的流向。
7.根据权利要求1所述的天然气水合物开采方法，其特征在于，所述第二水管(18)上设置海水净化装置(16)以去除水中的钙化物和氯化物。
8.根据权利要求1所述的天然气水合物开采方法，其特征在于，在所述开采井(9)底部设置井下分离器(10)，同时在所述开采井(9)底部和所述注水井(38)底部之间设置回填管道(13)，以使得来自开采井(9)的混合物经过井下分离器(10)进行过滤，以让分离出的固体物质进入回填管道(13)进行原位回填。
9.根据权利要求8所述的天然气水合物开采方法，其特征在于，在所述开采井(9)内设置气液分离装置(3)，以使来自井下分离器(10)的气液混合物进入气液分离装置(3)，所述气液分离装置(3)分离出的天然气进入天然气收集罐(1)，分离出的热海水通过第一水管(14)进入所述注水井(38)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811308959.6A CN109252833B (zh) | 2018-11-05 | 2018-11-05 | 一种天然气水合物开采方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811308959.6A CN109252833B (zh) | 2018-11-05 | 2018-11-05 | 一种天然气水合物开采方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109252833A CN109252833A (zh) | 2019-01-22 |
| CN109252833B true CN109252833B (zh) | 2021-10-15 |
Family
ID=65042968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811308959.6A Active CN109252833B (zh) | 2018-11-05 | 2018-11-05 | 一种天然气水合物开采方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109252833B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110029968B (zh) * | 2019-04-08 | 2020-02-14 | 中国石油大学(华东) | 用于钻取水合物微小井眼并快速完井的装置及工作方法 |
| CN112127849B (zh) * | 2019-06-24 | 2021-07-23 | 南京延长反应技术研究院有限公司 | 一种开采可燃冰的控制系统 |
| CN111271035B (zh) | 2020-02-13 | 2021-10-26 | 中国石油大学(华东) | 天然气水合物开采井结构 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101435328A (zh) * | 2008-12-15 | 2009-05-20 | 中国地质大学（武汉） | 一种海底天然气水合物开采方法及装置 |
| CN102482939A (zh) * | 2009-07-03 | 2012-05-30 | 道达尔公司 | 通过对地下岩层现场电磁加热而提取碳氢化合物的方法 |
| CN102948009A (zh) * | 2010-06-22 | 2013-02-27 | 哈里公司 | 连续偶极天线 |
| CN103510926A (zh) * | 2013-04-15 | 2014-01-15 | 李贤明 | 一种海底可燃冰的开采方法及系统 |
| CN105003237A (zh) * | 2015-06-11 | 2015-10-28 | 中国石油大学(华东) | 地热开采天然气水合物与co2废气回注处理一体化的装置及方法 |
| CN105822266A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-03 | 西南石油大学 | 海底天然气水合物浆体分解分离与除泥沙模块化开采系统 |
| CN105840159A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-10 | 西南石油大学 | 一种基于太阳技术的天然气水合物开采装置及开采方法 |
| CN106761588A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-05-31 | 吉林大学 | 射流破碎、反循环输送浆态海洋天然气水合物的开采方法及开采装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AR053537A1 (es) * | 2005-01-19 | 2007-05-09 | Ksn En Llc | Refinacion fisica en un fonde de pozo de petroleos crudos pesados mediante absorcion selectiva de energia |
| US8701760B2 (en) * | 2011-06-17 | 2014-04-22 | Harris Corporation | Electromagnetic heat treatment providing enhanced oil recovery |
| CN107288584B (zh) * | 2017-07-14 | 2020-06-26 | 中国矿业大学 | 一种可燃冰旋喷卸压流态化开采方法 |
-
2018
- 2018-11-05 CN CN201811308959.6A patent/CN109252833B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101435328A (zh) * | 2008-12-15 | 2009-05-20 | 中国地质大学（武汉） | 一种海底天然气水合物开采方法及装置 |
| CN102482939A (zh) * | 2009-07-03 | 2012-05-30 | 道达尔公司 | 通过对地下岩层现场电磁加热而提取碳氢化合物的方法 |
| CN102948009A (zh) * | 2010-06-22 | 2013-02-27 | 哈里公司 | 连续偶极天线 |
| CN103510926A (zh) * | 2013-04-15 | 2014-01-15 | 李贤明 | 一种海底可燃冰的开采方法及系统 |
| CN105003237A (zh) * | 2015-06-11 | 2015-10-28 | 中国石油大学(华东) | 地热开采天然气水合物与co2废气回注处理一体化的装置及方法 |
| CN105822266A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-03 | 西南石油大学 | 海底天然气水合物浆体分解分离与除泥沙模块化开采系统 |
| CN105840159A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-10 | 西南石油大学 | 一种基于太阳技术的天然气水合物开采装置及开采方法 |
| CN106761588A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-05-31 | 吉林大学 | 射流破碎、反循环输送浆态海洋天然气水合物的开采方法及开采装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109252833A (zh) | 2019-01-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107642346B (zh) | 一种海底浅层非成岩天然气水合物领眼回拖射流开采方法及开采装置 | |
| CN109252833B (zh) | 一种天然气水合物开采方法 | |
| US11053779B2 (en) | Hydrate solid-state fluidization mining method and system under underbalanced reverse circulation condition | |
| CN108756829A (zh) | 欠平衡正循环条件下天然气水合物固态流开采方法及系统 | |
| CN102322245B (zh) | 天然气水合物开采装置 | |
| CN109184626A (zh) | 一种天然气水合物高效率开采方法 | |
| CN107489412B (zh) | 一种海底浅层天然气水合物井下就地实时分离回填系统 | |
| US20100288555A1 (en) | Procedure and device for the optimal, utilization of carbon resources such as oil fields, oil shales, oil sands, coal, and co2 | |
| CN112343557B (zh) | 海域天然气水合物自入式开采装置及开采方法 | |
| CN110029968A (zh) | 用于钻取水合物微小井眼并快速完井的装置及工作方法 | |
| US11841172B2 (en) | Geothermal power from superhot geothermal fluid and magma reservoirs | |
| CN112709552B (zh) | 基于水合物法开发海洋天然气水合物系统的装置及方法 | |
| CN108104776A (zh) | 一种结合降压的水流侵蚀法海洋天然气水合物开采装置 | |
| CN104948143A (zh) | 一种海底表层天然气水合物的开采方法及其开采装置 | |
| CN102392646B (zh) | 海底天然气水合物电喷泵组合开采方法及装置 | |
| CN102322264B (zh) | 天然气水合物开采完井收集运输平台系统 | |
| CN112228075A (zh) | 开采海洋弱胶结非成岩天然气水合物装置及其开采方法 | |
| CN210422616U (zh) | 海域块状天然气水合物开采及采空区回填装置 | |
| CN114135254B (zh) | 一种水合物固态流化-降压联合开采方法 | |
| CN116263084A (zh) | 一种海上天然气水合物开发的钻采系统及方法 | |
| CN111911117B (zh) | 一种利用地层能量加热的可燃冰开采管柱及其作业方法 | |
| US12055131B2 (en) | Geothermal power from superhot geothermal fluid and magma reservoirs | |
| US20230304705A1 (en) | Geothermal power from superhot geothermal fluid and magma reservoirs | |
| CN105804704A (zh) | 悬置浮箱内壁加热的海底天然气收集装置及方法 | |
| JP2024088564A (ja) | 天然ガスハイドレート－浅層ガス－深層ガスマルチソースマルチ方法共同採掘システム及び方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |