CN115217447B - 海水淡化-水合物藏和天然气藏开发的一体化系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种海水淡化‑水合物藏和天然气藏开发的一体化方法包括S1：为所述第一水合物合成釜注入天然气；S2：为所述第一水合物合成釜按照合成釜体积的60‑80％注入海水；S3：将所述第一水合物合成釜物沉入海底，变成第二水合物合成釜，进行水合物的合成；S4：水合物合成完毕，获取浓缩海水；S5：将浓缩海水注入海底浅层水合物藏。本发明为合成水合物提供了高压气源、海底的低温环境为合成水合物提供了低温环境，无需再次人为提供冷源，节约了成本，实现了海底气藏开发、海水淡化和水合物藏一体化开发效果，经济效益综合性更高。
Description
技术领域
本发明涉及涉及海洋天然气水合物开发技术领域，特别是涉及海水淡化-水合物藏和天然气藏开发的一体化系统及方法。
背景技术
天然气水合物是一种非常规的清洁能源，是由天然气和水在高压和低温条件下生成的一种类冰状晶体物质，在天然气水合物中甲烷含量丰富，又由于天然气燃烧产物无污染，加之其资源量在全球分布广泛，储量巨大，因此，在传统化石能源消耗殆尽的大背景下，天然气水合物是最适合成为替代化石能源的一种新型能源。
海洋深处蕴含了大量的天然气资源，根据国际石油天然气研究所的预测表明，世界天然气的总储量为2.55～2.80×1014m3，在这其中，海洋天然气藏高达1.4×1014m3，占到了全球天然气总储量的50％以上，目前，中国的海洋天然气总储量为1.579×1013m3，占到天然气总储量的29％，面对如此丰富的天然气资源，研究如何有效地开采这些天然气能源，实现天然气的常态化开采利用是当前的重中之重。
在海洋中的天然气水合物藏的储量远大于陆地天然气水合物的储量，海洋水合物藏大多分布在永久冻土带以及深海浅层处，现目前对于海洋天然气水合物藏的开发尚处于初级阶段，而在标准情况下，1m3的天然气水合物可以释放出150～200m3的天然气。由于水合物的合成需要高压和低温的环境条件，而海底天然气藏正好提供了一种高压气源，同时，海底的温度又处于较低的状态，这恰好为合成水合物提供了有利的条件。同时，再生成水合物后，富集的高浓度海水也可以用于分解水合物开采浅层的水合物藏。因此，本发明提供一种天然气藏开发-海水淡化-水合物藏开采一体化方法，有效地提高海洋能源的开发效率和综合经济效益。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种海水淡化-水合物藏和天然气藏开发的一体化系统及方法，为合成水合物提供了高压气源、海底的低温环境为合成水合物提供了低温环境，无需再次人为提供冷源，节约了成本。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
优选地，包括：第一水合物合成釜、第二水合物合成釜、第一浓盐水输出系统、第二浓盐水输出系统、水合物开采井、天然气开采井、水泵、海上平台、输气管和浓盐水注入系统；
所述第一水合物合成釜设置在海面上分别与所述水泵和第一浓盐水输出系统连接，所述水泵按照合成釜体积的60-80％为所述第一水合物合成釜注入海水；
所述天然气开采井与海底天然气藏连接，用于开采所述海底天然气藏中的天然气；
所述天然气开采井通过所述输气管与所述第一水合物合成釜相连，用于为所述第一水合物合成釜传输天然气；
所述第二水合物合成釜设置在海底与所述第二浓盐水输出系统连接，所述第二水合物合成釜在海底生成水合物；
所述第二浓盐水输出系统与所述浓盐水注入系统连接，用于将浓缩海水传输到所述浓盐水注入系统；
所述浓盐水注入系统与所述水合物开采井和海底浅层水合物藏依次相连，用于将浓缩海水注入到所述海底浅层水合物藏中
所述第一水合物合成釜、第一浓盐水输出系统、水合物开采井、天然气开采井、水泵和输气管设置在所述海上平台。
优选地，还包括：滑轮传动装置；
所述第一水合物合成釜和所述第二水合物合成釜构成一组水合物合成釜组，所述第一水合物合成釜和所述第二水合物合成釜通过所述滑轮传动装置连接，所述第一水合物合成釜和所述第二水合物合成釜利用重力差异在海底和海平面来回传送。
优选地，还包括：天然气外输管道、海上平台、水合物分解器、海水淡化器和储液罐；
所述水合物分解器与所述第一水合物合成釜连接，用于获取生成好的水合物并进行分解；
所述天然气外输管道与所述水合物分解器连接，用于输出分解出的天然气；
所述海水淡化器与所述水合物分解器连接，用于获取所述水合物分解器分解出来的海水并且进行淡化处理；
所述储液罐与所述海水淡化器连接，获取处理完成的淡水并且进行储存；
所述水合物分解器、海水淡化器、储液罐、水合物开采井、天然气开采井放置在所述海上平台。
一种海水淡化-水合物藏和天然气藏开发的一体化方法，包括以下步骤：
S1：为所述第一水合物合成釜注入天然气；
S2：为所述第一水合物合成釜按照合成釜体积的60-80％注入海水；
S3：将所述第一水合物合成釜物沉入海底，变成第二水合物合成釜，进行水合物的合成；
S4：水合物合成完毕，生成浓缩海水，注入海底浅层水合物藏。
优选地，第一水合物合成釜和第二水合物合成釜利用重力差异，在海面和海底来回交换传送。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供了海水淡化-水合物藏和天然气藏开发的一体化系统及方法，包括第一水合物合成釜、第二水合物合成釜、第一浓盐水输出系统、第二浓盐水输出系统、水合物开采井、天然气开采井、水泵、输气管和浓盐水注入系统，开采处天然气和利用海水在海底合成水合物，无需再次人为提供冷源，节约了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的实施例中的；
附图标记：
1-海底天然气藏；2-天然气开采井；3-海底浅层水合物藏；4-水合物开采井；5-第一水合物合成釜；6-第一浓盐水输出系统；7-第二水合物合成釜；8-第二浓盐水输出系统；9-水泵；10-浓盐水注入系统；11-滑轮传动装置；12-输气管；13-海上平台；14-天然气外输管道；15-水合物分解器；16-海水淡化器；17-储液罐。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种海水淡化-水合物藏和天然气藏开发的一体化系统及方法，为合成水合物提供了高压气源、海底的低温环境为合成水合物提供了低温环境，无需再次人为提供冷源，节约了成本。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供了一种海水淡化-水合物藏和天然气藏开发的一体化系统包括：第一水合物合成釜5、第二水合物合成釜7、第一浓盐水输出系统6、第二浓盐水输出系统8、水合物开采井4、天然气开采井2、水泵9、海上平台13、输气管12和浓盐水注入系统10；
所述第一水合物合成釜5设置在海面上分别与所述水泵9和第一浓盐水输出系统6连接，所述水泵9按照合成釜体积的60-80％为所述第一水合物合成釜5注入海水；
所述天然气开采井2与所述海底天然气藏1连接，用于开采天然气；
所述天然气开采井2通过所述输气管12与所述第一水合物合成釜5相连，用于为所述第一水合物合成釜5传输天然气；
所述第二水合物合成釜7设置在海底与所述第二浓盐水输出系统8连接，利用海底低温的特点让天然气和海水合成水合物，生成水合物后，所述第二水合物合成釜7升至海平面平台，所述第一水合物合成釜5沉入海底，变成第二水合物合成釜7，再次进行水合物的合成。
所述第二浓盐水输出系统8与所述浓盐水注入系统10连接，用于将浓缩海水传输到所述浓盐水注入系统10；
所述浓盐水注入系统10与所述水合物开采井4和海底浅层水合物藏3依次相连，用于将浓缩海水注入到所述海底浅层水合物藏3中，促进水合物分解开采天然气；
所述第一水合物合成釜5、第一浓盐水输出系统6、水合物开采井7、天然气开采井5、水泵9和输气管12设置在所述海上平台13
进一步的还包括：滑轮传动装置11；
所述第一水合物合成釜5和所述第二水合物合成釜7构成一组水合物合成釜组，所述第一水合物合成釜5和所述第二水合物合成釜7通过所述滑轮传动装置11连接，所述第一水合物合成釜5和所述第二水合物合成釜7利用重力差异在海底和海平面来回传送(由于浓盐水排出，重量减小)。
进一步的还包括：输气管12、海上平台13、水合物分解器15、海水淡化器16和储液罐17；
所述水合物分解器15与所述第一水合物合成釜2连接，用于获取生成好的水合物并进行分解，获得脱盐海水和天然气；
所述天然气外输管道14与所述水合物分解器15连接，用于输出分解出的天然气；
所述海水淡化器16与所述水合物分解器15连接，用于获取所述水合物分解器分解出来的海水并且进行淡化处理；
所述储液罐17与所述海水淡化器连接，获取处理完成的淡水并且进行储存；
所述水合物分解器15、海水淡化器16、储液罐17、水合物开采井4、天然气开采井2放置在所述海上平台13。
一种海水淡化-水合物藏和天然气藏开发的一体化方法，包括以下步骤：
S1：为所述第一水合物合成釜5注入天然气；
S2：为所述第一水合物合成釜5按照合成釜体积的60-80％注入海水；
S3：将所述第一水合物合成釜5物沉入海底，变成第二水合物合成釜7，进行水合物的合成；
S4：水合物合成完毕，获取浓缩海水；
S5：将浓缩海水注入海底浅层水合物藏。
进一步的，第一水合物合成釜5和第二水合物合成釜7利用重力差异，在海面和海底来回交换传送。
本发明的有益效果如下：
利用海底高压天然气藏为合成水合物提供了高压气源、海底的低温环境为合成水合物提供了低温环境无需再次人为提供冷源，节约了成本，实现了海底气藏开发、海水淡化和水合物藏一体化开发效果，经济效益综合性更高。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (3)
1.一种海水淡化-水合物藏和天然气藏开发的一体化系统，其特征在于，包括：第一水合物合成釜、第二水合物合成釜、第一浓盐水输出系统、第二浓盐水输出系统、水合物开采井、天然气开采井、水泵、海上平台、输气管和浓盐水注入系统；
所述第一水合物合成釜设置在海面上分别与所述水泵和第一浓盐水输出系统连接，所述水泵按照合成釜体积的60-80%为所述第一水合物合成釜注入海水；
所述天然气开采井与海底天然气藏连接，用于开采所述海底天然气藏中的天然气；
所述天然气开采井通过所述输气管与所述第一水合物合成釜相连，用于为所述第一水合物合成釜传输天然气；
所述第二水合物合成釜设置在海底与所述第二浓盐水输出系统连接，所述第二水合物合成釜在海底生成水合物；
所述第二浓盐水输出系统与所述浓盐水注入系统连接，用于将浓缩海水传输到所述浓盐水注入系统；
所述浓盐水注入系统与所述水合物开采井和海底浅层水合物藏依次相连，用于将浓缩海水注入到所述海底浅层水合物藏中
所述第一水合物合成釜、第一浓盐水输出系统、水合物开采井、天然气开采井、水泵和输气管设置在所述海上平台;
还包括：滑轮传动装置；
所述第一水合物合成釜和所述第二水合物合成釜构成一组水合物合成釜组，所述第一水合物合成釜和所述第二水合物合成釜通过所述滑轮传动装置连接，所述第一水合物合成釜和所述第二水合物合成釜利用重力差异在海底和海平面来回传送。
2.根据权利要求1所述的海水淡化-水合物藏和天然气藏开发的一体化系统，其特征在于，还包括：天然气外输管道、海上平台、水合物分解器、海水淡化器和储液罐；
所述水合物分解器与所述第一水合物合成釜连接，用于获取生成好的水合物并进行分解；
所述天然气外输管道与所述水合物分解器连接，用于输出分解出的天然气；
所述海水淡化器与所述水合物分解器连接，用于获取所述水合物分解器分解出来的海水并且进行淡化处理；
所述储液罐与所述海水淡化器连接，获取处理完成的淡水并且进行储存；
所述水合物分解器、海水淡化器、储液罐、水合物开采井、天然气开采井放置在所述海上平台。
3.一种海水淡化-水合物藏和天然气藏开发的一体化方法，应用于权利要求2所述的一种海水淡化-水合物藏和天然气藏开发的一体化系统，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：为所述第一水合物合成釜注入天然气；
S2：为所述第一水合物合成釜按照给定比例注入海水；
S3：将所述第一水合物合成釜物沉入海底，变成第二水合物合成釜，进行水合物的合成；
S4：水合物合成完毕，生成浓缩海水，注入海底浅层水合物藏;
第一水合物合成釜和第二水合物合成釜利用重力差异，在海面和海底来回交换传送。
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