CN111794722B - 海洋天然气水合物成藏-开发模拟实验系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及海洋天然气水合物成藏‑开发模拟实验系统，由流体注入部分、水合物合成/分解部分和采出流体计量部分组成，流体注入部分包括高压驱替泵、天然气瓶、中间容器和海水储罐；水合物合成/分解部分包括高低温试验箱、高压反应釜、模拟直井管线、模拟水平井管线、温度传感器、压力传感器、计算机，高压反应釜位于高低温试验箱中，在釜体端盖和壁面均布置流体注入和采出的接口，压力传感器、温度传感器通过引出导线与计算机相连；采出流体计量部分包括回压阀、气液分离器、量筒、气量计。利用该系统可进行海洋天然气水合物藏合成模拟或开采海洋天然气水合物等实验。本发明操作简便，能够为海洋天然气水合物藏开发技术评价和建立提供重要支持。
Description
技术领域
本发明属于海洋天然气水合物开发领域，特别是涉及海洋天然气水合物成藏-开发模拟实验系统及方法。
背景技术
天然气水合物是由水和烃类（主要为甲烷）、非烃类（CO2、H2S）小分子气体在低温高压条件下形成的一种类似冰状非化学计量的笼型晶体化合物。天然气水合物多数分布在永久冻土带以及深海浅层处，现如今全世界已探明天然气水合物总储量约为现有天然气、石油储量的两倍，仅我国南海海域已探明天然气水合物储量就已达到649700亿m3，在标准状况下，1m3的天然气水合物可释放出150～200m3的天然气。由于其具有分布广、储量大和高储气性等特点，天然气水合物有望成为继石油、页岩气、致密气、煤层气等之后的接替能源。
相比于常规油气储层形式，海洋天然气水合物赋存环境具有埋深浅、弱胶结、大多无致密盖层及发育完备的生储盖等特点，根据海洋天然气水合物的储层形式，可将其分为成岩天然气水合物和非成岩天然气水合物。另外，海洋天然气水合物在开采过程中，储层内部水合物会发生相变，由原来的固相变成气相和水相。气水多相渗流并伴随气水砂运移及外部环境传热过程还未完全探明，同时开采过程中因砂质胶结水合物分解带来沉积层力学特性变化仍是导致水合物不能安全开采的主要问题之一。
已报道水合物藏资源开发方法主要有以下5种：降压开采法、热激发开采法、化学抑制剂开采法、CO2置换开采法及海底挖掘开采法，这些方法各有优劣。降压法是通过降低天然气水合物储层压力促使其分解的一种方法。降压法不需要连续激发，适合大面积开采且成本低，是天然气水合物开采中最具有前景的方法。相比于降压法，热激发开采、化学抑制剂开采与海底采掘开采的方法成本较高。如何有效规避不同方法的缺点，甚至将多种方法有效耦合起来是目前的研究趋势，这就需要合理的室内评价实验系统。目前有文献报道的一系列水合物成藏模拟实验系统，都是采用高压釜作为天然气水合物合成和分解的场所，研究过程从高压釜顶部或底部进气合成天然气水合物储层，水合物合成完毕后从高压釜顶部或底部降压、注剂等开采。高压反应釜与海底沉积层不同，反应釜中沉积层内孔隙水无法自由流动，使得注入的天然气相对渗透率很低，天然气注入高压釜后只能首先在沉积层表面与水生成天然气水合物，而天然气水合物的生成会进一步降低天然气在沉积层中的渗流能力，使得生成的天然气水合物在沉积层中不均匀，水生成水合物转化率低。郎雪梅（郎雪梅,操原,樊栓狮,王燕鸿. 一种天然气水合物生成与置换的方法及装置[P].CN106544070A,2017-03-29）等提出首先让含水沉积固体颗粒冷冻，让水均匀分散在固体颗粒之间再注入天然气，这样能合成分布较均匀的水合物储层，但冰与天然气结合生成天然气水合物速度非常低。而直接从高压釜顶部或底部降压、注剂等开采水合物无法有效模拟实际过程开发井打在储层内部这一事实。且目前已报道实验系统基本都没有考虑水合物开发过程水侵特征的影响。为此，研发更具有代表性的海洋天然气水合物成藏-开发模拟实验系统及方法对促进水合物资源开发具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海洋天然气水合物成藏-开发模拟实验系统，该实验系统结构合理、操作灵活性高，能满足天然气水合物藏高效快速合成、模拟直井开采、模拟水平井开采、模拟直井-水平井联合开采、模拟水合物藏开采过程不同部位水侵特征等，为海洋天然气水合物藏开发技术评价和建立提供重要支持。
本发明的另一个目的还在于提供利用上述实验系统模拟海洋天然气水合物成藏和开采的方法，该方法原理可靠、操作简便，适用于不同类型的沉积物中天然气水合物的快速合成和采用不同技术、不同井型模拟开采海洋天然气水合物。
为达到以上技术目的，本发明采用以下技术方案。
海洋天然气水合物成藏-开发模拟实验系统，由流体注入部分、水合物合成/分解部分和采出流体计量部分组成。
所述流体注入部分包括高压驱替泵、天然气瓶和海水储罐。天然气瓶为天然气水合物合成提供高压天然气；海水储罐用于模拟天然气水合物藏顶部、边部和底部侵入的高压水体。
所述天然气水合物合成/分解部分主要包括高低温试验箱、高压反应釜、模拟直井管线、模拟水平井管线、温度传感器、压力传感器。高低温试验箱为水合物合成提供低温环境；高压反应釜中充填有固体沉积物，是天然气水合物合成和分解的主要场所。釜体端盖和壁面上布置有流体注入和采出管线接口。模拟直井、水平井的管线不对称分布于釜体中不同深度的地方，在天然气水合物合成过程可以一起作为进气通道，从而促使天然气水合物在整个釜体的固体沉积物中快速、均匀合成；而在水合物分解过程可以分别模拟不同井型、井位对水合物分解的影响，同时也可以作为注入剂（热水、水合物动力学抑制剂等）促进水合物分解的通道。模拟直井管线上分布有小孔，用于输送流体；模拟水平井管线水平段上布置有小孔，有选择性的部分模拟水平井管线直线段上也可布置小孔，用于同时模拟水平井和直井共同作业。所用模拟直径、水平井管线外侧包裹了一层防砂网，防止沉积颗粒堵塞小孔和管线。釜体顶部和底部分别布置有压力传感器，釜体内不同位置布置有温度传感器，在水合物合成过程，利用水合物合成放热现象可以检测釜体中不同部位的水合物生成情况，在水合物分解过程，又可以利用水合物分解的吸热效应监测釜体中不同部位的水合物分解快慢程度以及开发井的波及效果。
所述采出流体计量部分主要包括回压阀、气液分离器、量筒、气量计。回压阀用于控制每个井的水合物分解控制压力，从而评价不同井位、不同井型开采水合物的速度。气量计用于计量水合物分解后产生的天然气，可用于评价不同位置井开发分解水合物的速率。
上述的流体注入部分，优选的，气源为液化天然气。
上述的天然气水合物合成/分解部分，优选的，其中高压反应釜的内径与水合物开发井模拟管线内径之比不小100:1，优选200:1。
上述的天然气水合物合成/分解部分，优选的，高压反应釜的体积不小于200 L，优选300 L，最大工作压力不低于15 MPa，优选20 MPa。
上述的天然气水合物合成/分解部分，优选的，水平井模拟管线至少有三根，分别分布于高压釜内上部、中部和下部；直井模拟管线至少有一根。
当采用水平井和直井联合降压开发水合物藏时，可以分别选择一根或多根水平井模拟管线和一根或多根直井模拟管线联合降压。
（一）海洋天然气水合物藏合成模拟，采用以下步骤：
（1）往海水储罐中注满海水；
（2）往高压反应釜中填入固体沉积颗粒，在装填固体沉积物过程中同时在设定的不同高度布置模拟直井、水平井管线和温度传感器，直至高压反应釜中填满固体沉积物。往沉积物中加入模拟海水直至海水饱和沉积物之间空隙，将高压釜上部密封端盖穿过模拟井管线并用螺母固定，密封好模拟直井、水平井管线与端盖之间的接口；
（3）打开气源和所有模拟直井、水平井管线之间连接阀门，通过高压驱替泵给高压釜内提供高压天然气。开启高低温控制箱，设定实验温度。当高压釜中温度降低到一定程度时，天然气和海水开始结合生成水合物，沉积层中压力会降低。此时，模拟直井、水平井管线网会持续给储层不同部位提供高压天然气，保证储层中天然气水合物的快速、均匀生成，这样也同时确保了水转化为天然气水合物的高转化率；
（4）当高压驱替泵停止输气至少维持5h，说明气体停止进入高压釜，视高压釜中天然气水合物合成结束。
优选地，高压反应釜中填入的固体沉积颗粒优选海底实际沉积物。
优选地，天然气水合物藏合成过程实验温度设定为4℃，与海底温度相当。
优选地，天然气水合物藏合成过程往高压阀中注入天然气压力不低于10MPa，优选15MPa，促进水合物的合成。
（二）直井降压法模拟开采海洋天然气水合物，采用以下步骤：
（1）选定直井模拟管线（可以是单根，也可以是多根一起），首先设定直井模拟管线所连回压阀工作压力为实验温度下天然气在海水中生成水合物相平衡压力，打开高压釜与回压阀之间的阀门，排出高压釜中游离气；
（2）再次设定回压阀工作压力为分解天然气水合物开发压力，让沉积物中天然气水合物分解；
（3）开发过程如果要考虑顶部、侧部或底部海水入侵，可以相应打开海水储罐与高压釜顶部、侧部或底部连接的阀门，让高压驱替泵给高压反应釜内持续提供高压注入水；
（4）通过海水注入管线上的流量计计量海水入侵速度，通过采出端气量计计算各井采出天然气速率，结合所有气量计读数计算天然气水合物的总分解速率；通过采出端气-液分离器计量不同井的产水速度和总的产水特征；
（5）监测不同位置温度传感器的温度变化情况，从而判断不同位置天然气水合物分解的时间、快慢以及是否是水侵通道等；
（6）当高压釜中压力与回压阀设定工作压力一致且采出端气量计没有气体采出后说明储层中天然气水合物分解完毕。
当采用水平井降压开采天然气水合物时，只要将步骤（1）中直井管线换为所选择的水平井模拟管线即可。
当采用水平井和直井联合降压开采水合物时，可以分别选择一根或多根水平井模拟管线和一根或多根直井模拟管线联合降压，其余操作过程同（1）-（3）。对比不同位置开发井和不同井型对天然气水合物分解的促进效果以及产水特征。
（三）模拟注剂开采海洋天然气水合物，采用以下步骤：
（1）选择好注剂井和水合物开发井，注剂井和开发井可为直井也可以为水平井，可以分别是一根管线，也可以同时是多根管线组合；
（2）设定开发井所连回压阀工作压力为实验温度下天然气在海水中生成水合物相平衡压力以上0.2-0.5 MPa，排出绝大部分游离气；
（3）从注剂井注入促水合物分解流体（可以是热水、水合物热力学抑制剂、置换气中的一种或多种），促进水合物分解，在此过程中可进一步降低回压阀工作压力来耦合降压+注剂开发模式；
（4）开发过程如果要考虑顶部、侧部或底部海水入侵，可以相应打开海水储罐与高压釜顶部、侧部或底部连接的阀门；
（5）通过海水注入管线上的流量计计量海水入侵速度，通过采出端气量计算各井采出天然气速率，结合所有气量计读数计算天然气水合物的总分解速率；
（6）监测不同位置温度传感器的温度变化情况，从而判断注入促水合物分解剂波及的区域，同时也判断不同位置天然气水合物分解的时间、快慢以及是否是水侵通道等；
（7）当采出端的气量计没有气体采出时，视水合物分解完毕。对比不同深度、不同井型、不同注剂和不同开发模式对天然气水合物分解的促进效果。
与现有实验系统相比，本发明具有以下有益效果：
（1）水合物藏合成过程中通过模拟井网给固体沉积物中不同深度和位置同时、连续提供高压天然气源，能实现天然气水合物在固体沉积物内部快速、均匀合成；
（2）天然气水合物藏开发过程可模拟不同位置直井、水平井、直井+水平井以及注剂开发天然气水合物藏的效果，同时可以模拟开发过程可能出现的水侵特征。
本发明能够为海洋天然气水合物成藏开发技术评价和选择提供重要理论支持。
附图说明
图1是海洋天然气水合物成藏-开发模拟实验系统结构示意图。
图中：1为天然气瓶，2为海水储罐，4、6、12为高压驱替泵，10为中间容器，13为质量流量计，3、5、7、9、11、14、15、18、20、23、31、32、33、34、35、45、46、48、52、54、58、60、64、66、70、72、76为二通阀，8、16、30为三通阀，17、26、27、28、29为四通阀，19为铁支架，21为模拟直井管线，22、24、25、36为模拟水平井管线，37为高压反应釜，38为固体沉积物，39为天然气水合物，40、41、42为温度传感器，43、44压力传感器，47为计算机，49、55、61、67、73为回压阀，51、57、63、69、75为气液分离器，50、56、62、68、74为气量计， 53、59、65、71、77为量筒，78为高低温试验箱。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。
海洋天然气水合物成藏-开发模拟实验系统，由流体注入部分、水合物合成/分解部分和采出流体计量部分组成。
所述流体注入部分包括高压驱替泵、天然气瓶、中间容器和海水储罐，所述天然气瓶、中间容器分别通过高压驱替泵连接高压反应釜顶部，海水储罐通过高压驱替泵与高压反应釜的顶部、侧部和底部通过管线连接；所述水合物合成/分解部分包括高低温试验箱、高压反应釜、模拟直井管线、模拟水平井管线、温度传感器、压力传感器、计算机，高压反应釜位于高低温试验箱中，釜体内充填有固体沉积物，在釜体端盖和壁面均布置有流体注入和采出的接口，分别连接模拟直井管线和模拟水平井管线，模拟直井管线垂直位于釜体中间，模拟水平井管线不对称分布于釜体中不同深度的地方；釜体顶部和底部分别布置压力传感器，釜体内部不同位置分别布置温度传感器，压力传感器、温度传感器通过引出导线与计算机相连；所述采出流体计量部分包括回压阀、气液分离器、量筒、气量计；所述模拟直井管线和模拟水平井管线均分别通过阀门连接回压阀、气液分离器、量筒、气量计。
所述模拟直井管线和模拟水平井管线，在天然气水合物合成过程一起作为进气通道，促使天然气水合物在整个釜体的固体沉积物中快速、均匀合成，在水合物分解过程分别模拟不同井型、井位对水合物分解的影响，同时可作为注入剂促进水合物分解的通道。
所述模拟直井管线上分布有小孔，模拟水平井管线水平段上不均匀分布有小孔，小孔作为流体注入和采出的通道。
所述模拟直井管线和模拟水平井管线外侧包裹一层防砂网，用于防止沉积颗粒堵塞小孔和管线。
参看图1。
海洋天然气水合物成藏-开发模拟系统，主要包括天然气瓶1、海水储罐2、高压驱替泵（4、6、12）、高低温试验箱78、高压反应釜37（位于铁支架19上）、计算机47、回压阀（49、55、61、67、73）、气液分离器（51、57、63、69、75）、气量计（50、56、62、68、74）以及量筒（53、59、65、71、77）。
所述天然气源1的容积规格不限，容器内为液化天然气，天然气可通过高压驱替泵4注入高压反应釜37内部的沉积物中。
所述海水储罐2是一个钢制储罐，容积规格不限，用于盛装模拟海水。储罐2中海水通过高压驱替泵6注入高压反应釜37内模拟不同部位水侵。
所述高低温试验箱78制冷温度不低于0度，为水合物高压反应釜37和气源1以及模拟海水储罐2提供低温环境，采用现有制冷技术。
所述高压反应釜37为一个圆柱形高压容器，容积不小于200 L，最大工作压力不低于15 MPa。在高压反应釜37的顶部、侧面和底部均布置了注水口；在高压反应釜37的顶部和底部分别布置了压力传感器（43、44）；在高压反应釜37的侧面往釜体内不同位置布置了一系列温度传感器（40、41、42）；在高压反应釜37内布置有模拟直井管线（21）和模拟水平井管线（22、24、25、36），管线上钻有小孔，管线外壁覆有防砂网。
所述计算机47连接着高压反应釜37上的压力传感器（43、44）和温度传感器（40、41、42），计算机实时记录传感器反馈的温度和压力数据，基于实验数据可以分析釜内水合物的合成、分解、水侵等情况。
所述模拟直井、水平井工作压力通过回压阀（49、55、61、67、73）控制，回压阀与气液分离器（51、57、63、69、75）相连。
所述气量计（50、56、62、68、74）和量筒（53、59、65、71、77）可对来自气液分离器的天然气的产气量和产水量进行实时测量。
（一）海洋天然气水合物藏合成模拟的具体操作步骤如下：
（1）往海水储罐2中注满海水；
（2）往高压反应釜37中填入固体沉积颗粒38，在装填固体沉积物过程中同时在设定的不同高度布置模拟直井（如21）和水平井管线（如22、24、25、36），直至高压反应釜37中填满固体沉积物38。往沉积物中加入模拟海水直至海水饱和沉积物之间空隙，将高压釜上部密封端盖穿过模拟井管线并用螺母固定，密封好模拟直井、水平井管线与端盖之间的接口；
（3）打开气源1和模拟直井管线（21）、水平井管线（22、24、25、36）之间连接阀门（3、7、8、15、31、32、33、34、35），给高压驱替泵4设定恒定工作压力，通过高压驱替泵4给高压釜内输入高压天然气，设定高压驱替泵4工作压力为15 MPa。开启高低温控制箱78，设定实验温度（如4℃）。当高压釜中温度降低到一定程度时，天然气和海水开始结合生成水合物39，沉积层中压力会降低。此时，天然气瓶1通过模拟直井管线、水平井管线会持续给储层不同部位提供高压天然气，保证储层中天然气水合物的快速、均匀生成，这样也同时确保了水转化为天然气水合物的高转化率；
（4）当高压驱替泵4停止输气工作至少维持5h，说明气体停止进入高压釜，视高压釜中天然气水合物合成结束。关闭所有阀门和驱替泵4。
（二）降压法模拟开采海洋天然气水合物（以直井为例）的具体操作步骤如下：
（1）选取连接管线21作为模拟水合物分解的直井。打开二通阀33和四通阀28，然后给回压阀67设定一个工作压力，该压力为实验温度下天然气水合物的生成压力，通过回压阀67将高压反应釜37内的游离气排出，直至气量计68读数不再增加为止；
（2）重新给回压阀67设定分解水合物压力，该压力小于实验温度下天然气水合物的生成压力，随着压力降低，储层中天然气水合物39开始分解。产出的天然气和产出水量分别由气量计68和量筒71进行实时计量；
（3）如果要考虑开采过程水合物储层顶部的海水入侵，在降压开发水合物藏过程中打开阀门5、14和20，并结合四通阀17和三通阀16，连通海水储罐2和高压反应釜37，通过高压驱替泵6给高压反应釜提供高压入侵海水，海水实时侵入量通过质量流量计13计量。如果还考虑储层边水或底水入侵，可进一步分别打开阀门23和45；
（4）通过海水注入管线上的流量计13计算出海水入侵速度，通过采出端气量计68读数结合时间计算出天然气水合物分解速度，气-液分离器69中水流入量筒71中，结合量筒71中读数和时间计算出产水速度；
（5）水合物分解过程实施监测不同位置温度传感器（40、41、42）的温度变化情况，从而判断不同位置天然气水合物分解开始的时间以及是否是水侵通道；
（6）当计算机47监测到高压反应釜37内的压力和回压阀67的工作压力一致且气量计68中显示无天然气被采出时，说明水合物分解完毕，停止回压阀67和高压驱替泵6的运行且关闭所有的阀门。
当采用水平井降压开采天然气水合物时，只要将步骤（1）中垂直管线换成水平管线（22、24、25、36中的一个或多个）且打开相应的回压阀和气量计即可。
当采用水平井和直井联合降压开采水合物时，可以分别选择一根或多根水平井模拟管线和一根或多根直井模拟管线联合降压，其余操作过程同（1）-（3）。对比不同位置开发井和不同井型对天然气水合物分解的促进效果。
（三）注剂模拟开采海洋天然气水合物的具体操作步骤如下：
（1）合成天然气水合物藏后，选择注剂井（21、22、24、25、36等中的一根或多根，以21井为例）和水合物开发井（21、22、24、25、36等中的一根或多根，为与注剂井不重复，以24井为例）；
（2）设定开发井管线24所连回压阀73工作压力为实验温度下天然气在海水中生成水合物相平衡压力以上0.2-0.5 MPa，打开阀门34和72，通过四通阀29，排出绝大部分游离气；
（3）然后打开高压驱替泵12及其相关的阀门9、11、15、33，并通过三通阀8、四通阀26、27和28，将中间容器10中配制好的水合物促分解剂溶液注入到沉积物层中去，促进水合物的分解，在此过程中可进一步降低回压阀73工作压力来耦合降压+注剂开发模式，开发井的产出气和产出水通过气-液分离器75分离，产量分别由气量计74和量筒77进行计量；
（4）如果要考虑开采过程水合物储层顶部的海水入侵，在降压开发水合物藏过程中打开阀门5、14和20，并结合四通阀17和三通阀16，连通海水储罐2和高压反应釜37，通过高压驱替泵6给高压反应釜提供高压入侵海水，海水实时侵入量通过质量流量计13计量。如果还考虑储层边水或底水入侵，可分别打开阀门23和45；
（5）通过海水注入管线上的流量计13得出海水入侵速度和入侵量，通过驱替泵12确定注入促水合物分解剂速度和总量，通过采出端气量计74读数结合时间计算出天然气水合物分解速度，通过采出端量筒77读数结合时间计算出产水速度；
（6）水合物分解过程实施监测不同位置温度传感器（40、41、42）的温度变化情况，从而判断注入促水合物分解剂波及的区域，同时也判断不同位置天然气水合物分解开始的时间以及是否是水侵通道；
（7）当采出端的气量计74没有气体采出时，视水合物分解完毕。对比不同深度、不同井型、不同注剂和不同开发模式对天然气水合物分解的促进效果。
上述发明内容和具体操作步骤只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.海洋天然气水合物成藏-开发模拟实验系统，由流体注入部分、水合物合成/分解部分和采出流体计量部分组成，其特征在于，所述流体注入部分包括高压驱替泵、天然气瓶、中间容器和海水储罐，所述天然气瓶、中间容器分别通过高压驱替泵连接高压反应釜顶部，海水储罐通过高压驱替泵与高压反应釜的顶部、侧部和底部通过管线连接；所述水合物合成/分解部分包括高低温试验箱、高压反应釜、模拟直井管线、模拟水平井管线、温度传感器、压力传感器、计算机，高压反应釜位于高低温试验箱中，釜体内充填有固体沉积物，在釜体端盖和壁面均布置有流体注入和采出的接口，分别连接模拟直井管线和模拟水平井管线，模拟直井管线垂直位于釜体中间，模拟水平井管线不对称分布于釜体中不同深度的地方；釜体顶部和底部分别布置压力传感器，釜体内部不同位置分别布置温度传感器，压力传感器、温度传感器通过引出导线与计算机相连；所述采出流体计量部分包括回压阀、气液分离器、量筒、气量计；所述模拟直井管线和模拟水平井管线均分别通过阀门连接回压阀、气液分离器、量筒、气量计；
所述模拟直井管线和模拟水平井管线，在天然气水合物合成过程一起作为进气通道，促使天然气水合物在釜体的固体沉积物中快速、均匀合成，在水合物分解过程分别模拟不同井型、井位对水合物分解的影响，同时可作为注入剂促进水合物分解的通道；
应用所述海洋天然气水合物成藏-开发模拟实验系统进行直井降压法模拟开采海洋天然气水合物，采用以下步骤：
（1）选定模拟直井管线，设定模拟直井管线所连回压阀工作压力为实验温度下天然气在海水中生成水合物相平衡压力，打开高压反应釜与回压阀之间的阀门，排出高压反应釜中游离气；
（2）再次设定回压阀工作压力为天然气水合物开发压力，让沉积物中天然气水合物分解；
（3）考虑顶部、侧部或底部海水入侵，打开海水储罐与高压反应釜顶部、侧部或底部连接的阀门，让高压驱替泵给高压反应釜内持续提供高压注入水；
（4）通过海水注入管线上的流量计计量海水入侵速度，通过采出端气量计计算天然气水合物的分解速率，通过采出端气-液分离器计量产水速度和产水特征；
（5）监测不同位置温度传感器的温度变化情况，判断不同位置天然气水合物分解的时间、快慢以及是否是水侵通道；
应用所述海洋天然气水合物成藏-开发模拟实验系统进行模拟注剂开采海洋天然气水合物，采用以下步骤：
（1）在模拟直井管线或模拟水平井管线中，选择一根或多根作为注剂井；在模拟直井管线或模拟水平井管线中，选择与注剂井不同的一根或多根作为水合物开发井；
（2）设定开发井所连回压阀工作压力为实验温度下天然气在海水中生成水合物相平衡压力以上0.2-0.5 MPa，排出绝大部分游离气；
（3）从注剂井注入促水合物分解流体，促进水合物分解；
（4）考虑顶部、侧部或底部海水入侵，打开海水储罐与高压反应釜顶部、侧部或底部连接的阀门；
（5）通过海水注入管线上的流量计计量海水入侵速度，通过采出端气量计算采出天然气速率；
（6）监测不同位置温度传感器的温度变化情况，判断注入促水合物分解剂波及的区域以及不同位置天然气水合物分解的时间、快慢以及是否是水侵通道。
2.如权利要求1所述的海洋天然气水合物成藏-开发模拟实验系统，其特征在于，所述模拟直井管线上分布有小孔，模拟水平井管线水平段上也分布有小孔，小孔作为流体注入和采出的通道。
3.如权利要求1所述的海洋天然气水合物成藏-开发模拟实验系统，其特征在于，所述模拟直井管线和模拟水平井管线外侧包裹一层防砂网。
4.利用权利要求1、2或3所述的实验系统，进行海洋天然气水合物藏合成模拟，采用以下步骤：
往海水储罐中注满海水；
往高压反应釜中填入固体沉积颗粒，往沉积物中加入海水直至海水饱和沉积物之间空隙；
打开气源，通过高压驱替泵给高压反应釜内提供高压天然气，开启高低温控制箱，设定实验温度，当高压反应釜中温度降低到一定程度时，天然气和海水开始结合生成水合物，沉积层中压力会降低，模拟直井、水平井管线持续给储层不同部位提供高压天然气，保证天然气水合物快速、均匀生成；
高压驱替泵停止输气至少维持5h，高压反应釜中天然气水合物合成结束。
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