RU2402674C1 - Способ добычи газов и пресной воды из подводных газогидратов снижением гидростатического давления - Google Patents
Способ добычи газов и пресной воды из подводных газогидратов снижением гидростатического давления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2402674C1 RU2402674C1 RU2009119234/03A RU2009119234A RU2402674C1 RU 2402674 C1 RU2402674 C1 RU 2402674C1 RU 2009119234/03 A RU2009119234/03 A RU 2009119234/03A RU 2009119234 A RU2009119234 A RU 2009119234A RU 2402674 C1 RU2402674 C1 RU 2402674C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- gas hydrate
- water
- decomposition
- hydrate
- Prior art date
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 31
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 title claims abstract description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title abstract description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 30
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 3
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 241000902900 cellular organisms Species 0.000 claims description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 2
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 2
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001622 calcium bromide Inorganic materials 0.000 description 1
- WGEFECGEFUFIQW-UHFFFAOYSA-L calcium dibromide Chemical compound [Ca+2].[Br-].[Br-] WGEFECGEFUFIQW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 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
- 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
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)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к добыче полезных ископаемых, в частности - метана и пресной воды из подводных газогидратов снижением гидростатического давления. Техническим результатом является повышение рентабельности добычи на шельфе и континентальном склоне Мирового океана метана и пресной воды в аридных районах. Для чего выпуклый уловитель продуктов разложения газогидратов (УПРГ) опускают на подвесном устройстве с борта плавсредства на морское дно. Изолируют внутренний объем УПРГ от внешней морской среды. Электронасосом откачивают из уловителя морскую воду с донными осадками, снижая в нем гидростатическое давление, в результате чего газогидрат под уловителем разлагается на пресную воду и газ. Газ отбирают по гибкой трубе в емкости плавсредства, или в плавучие газгольдеры, или на берег для дальнейшего использования. Выделяющуюся пресную воду при необходимости дальнейшего использования откачивают по другой гибкой трубе со своим электронасосом на плавсредство или на берег. Под действием собственного веса УПРГ опускается в котловину до тех пор, пока процесс разложения газогидрата не дойдет до подошвы его пласта. УПРГ поднимают к поверхности дна и перемещают на соседний участок газогидратной залежи. 1 ил.
Description
Изобретение относится к добыче полезных ископаемых.
Газогидраты - твердые льдоподобные вещества - соединения природного газа (метан, этан, пропан, изобутан, диоксид углерода, сероводород и др.) и воды, образующиеся при определенных термодинамических условиях - сочетаниях высокого давления и относительно низких температур [1].
Зона возможного гидратообразования охватывает 90% площади дна Мирового океана, в т.ч. 10% шельфа и 100% континентального склона, независимо от широты местности. Например, ресурсы метана в углеводородных газогидратах Мирового океана оцениваются на порядки выше извлекаемых запасов углеводородов всех известных традиционных месторождений мира.
Теоретически известно, что разложение газогидрата на газ и воду может осуществляться тепловым воздействием, инъекцией метанола, бромида кальция или других ингибиторов, а также снижением давления.
Газогидратные залежи в природе представлены двумя типами, существенно различающимися по возможностям их промышленного освоения. Первый тип - это залежи с мощными литологическими покрышками, не имеющие выходов на поверхность морского дна. Второй тип - наиболее распространенный в Мировом океане - это залежи газогидратов 1 (см. чертеж), не имеющие литологической покрышки, кровля которых часто совпадает с поверхностью морского дна или перекрыта в разной степени проницаемыми донными осадками 2 (песками, илами) обычно небольшой (доли метра) мощности. Признано, что методика и технология добычи газа из таких залежей в настоящее время еще не разработаны [2]. Именно применительно к этому второму типу залежей газогидратов относится заявленный способ добычи газов и пресной воды снижением гидростатического давления.
Описываемый ниже способ предусматривает использование специального устройства, позволяющего разлагать газогидраты снижением гидростатического давления, регулировать интенсивность (скорость) разложения газогидратов, аккумулировать (улавливать) продукты разложения (газ и пресную воду) и транспортировать их для последующего использования.
Таким устройством является искусственный выпуклый кверху куполообразный открытый снизу уловитель 3 продуктов разложения газогидратов (газов и воды), опускаемый на подвесном устройстве (возможно - тросе) 4 с борта мобильного плавсредства (судно, баржа, понтон, платформа и т.п.) на морское дно с газогидратной залежью.
Край уловителя по нижнему периметру 5 - острый, углубляющийся в донный грунт под действием собственного веса уловителя, что обеспечивает герметизацию внутреннего объема уловителя от внешней морской среды. Герметизация может быть дополнительно обеспечена газо- и водонепроницаемым эластичным фартуком 6, прикрепленным по всему периметру к нижней части корпуса уловителя. Углубление острого края уловителя может регулироваться (усиливаться) электровибраторами 7, крепящимися к корпусу уловителя. На корпусе уловителя монтируются электронасос 8, соединенный электрокабелем 9 с плавсредством. При включении электронасос откачивает из-под уловителя морскую воду с донными осадками и минеральной частью газогидрата 10 за его пределы по гибкой трубе 11, понижая внутреннее давление под уловителем, в результате чего газогидраты разлагаются со своей поверхности (кровли) с интенсивностью, пропорциональной разности между их внутренним давлением и давлением на их кровле, создающейся при откачки воды из-под уловителя. Выделяющий свободный газ в объеме 80-120 объемов разложившегося газогидрата устремляется в гибкую трубу 12, выходящую из верхней части корпуса уловителя, и поступает по этой трубе на борт плавсредства, или в плавающий газгольдер, или на берег для дальнейшего использования.
При откачке донных осадков и минеральной части разложившегося пласта газогидратов под уловителем в газогидратном пласте образуется искусственная котловина, в которую по мере ее углубления уловитель опускается под действием собственного веса.
Углубление котловины и опускание уловителя продолжается до тех пор, пока вертикальное разложение пласта газогидратов не дойдет до его подошвы 13, на что будет указывать прекращение поступления выделяющегося газа (хотя до этого процесс может быть остановлен в любой момент прекращением работы насоса 8).
Затем уловитель поднимают к поверхности дна и перемещают его на соседний участок газогидратной залежи. Разложение газогидратов повторяется аналогичным образом на новом месте, а откачиваемые донные осадки и минеральную часть газогидратов сбрасывают по трубе 11 в образовавшуюся при предыдущем цикле разложения газогидратов котловину, что уменьшает экологический ущерб донной биоте и снижает степень загрязнения всей толщи морской воды и морского дна, в том числе и над еще неразработанной площадью газогидратной залежи.
При необходимости, особенно - в тропических и субтропических аридных (сухих) климатических условиях, выделяющуюся пресную воду (в объеме 0,99 от объема газогидрата) целесообразно не сбрасывать, а также откачивать из средней части объема уловителя 14 по отдельной гибкой трубе 15 с помощью насоса 16, расположенного на верхнем конце трубы 15, в накопитель на плавсредстве или на берегу для последующего использования.
Конструкция уловителя должна отвечать следующим требованиям:
- уловитель должен выдерживать высокое внешнее гидростатическое давление;
- уловитель должен обладать достаточным весом, чтобы противодействовать всплывающему моменту, равному весу морской воды, вытесняемой им и газом под ним.
Новым в заявленном способе - в отличие от известных способов разложения морских газогидратов - является следующее:
- практически реализуется принцип снижения давления для разложения газогидратов;
- не требуется дорогостоящего громоздкого подводного бурения;
- не требуется искусственного энергозатратного нагревания воды для термического разложения газогидрата;
- не требуется дорогостоящего использования ингибиторов (метанола и др.);
- возможность одновременного использования многих уловителей в комплексе на одном плавсредстве, что позволяет довести производительность одного комплекса до сотен миллионов м3 газа в год и более, что соизмеримо с классическими технологиями добычи газа из скважин на крупнейших внутриконтинентальных месторождениях газа (например, на Севере Западной Сибири РФ).
Литература
1. Геология и геохимия нефти и газа: Учебник/О.К.Баженова, Ю.К.Бурлин, Б.А.Соколов, В.Е.Хаин. - М.: Изд-во МГУ; Издат. Центр «Академия», 2004, - 415 с.
2. Полезные ископаемые Мирового океана: Учебник/В.В.Авдонин, В.В.Кругляков, И.Н.Пономарева, Е.В.Титов. - М.: Изд-во МГУ, 2000, - 160 с.
Claims (1)
- Способ добычи газов, в частности метана, и пресной воды из подводных газогидратов снижением гидростатического давления, реализуемый на дне шельфа и континентального склона любой акватории Мирового океана и внутренних морей, заключающийся в том, что при совпадении кровли пласта газогидрата с поверхностью морского дна или при обычно небольшой мощности перекрывающих залежь газогидрата донных отложений с плавсредства - судна, баржи, понтона, платформы на морское дно опускают на подвесном устройстве - тросе искусственный выпуклый кверху куполообразный открытый снизу уловитель продуктов разложения газогидрата (УПРГ), в верхней своей части соединенный с нижним концом первой гибкой трубы для отбора газа, верхний конец которой соединяют с устройством сбора или дальнейшей транспортировки газа, для чего этот верхний конец может быть выведен и на борт вышеуказанного плавсредства, УПРГ своим нижним острым краем, дополнительно обрамленным снаружи газо- и водонепроницаемым эластичным фартуком, под действием своего веса, а при необходимости и под действием прикрепленных к его стенкам электрических вибраторов, углубляют в донный грунт, изолируют от расположенной вне его стенок морской придонной среды свой внутренний объем, из которого закрепленным на стенке УПРГ электронасосом, соединенным с плавсредством электрокабелем, по второй гибкой трубе откачивают за пределы УПРГ вдоль морского дна морскую воду вместе с донными осадками и минеральной частью пласта газогидрата и таким образом понижают давление во внутреннем объеме УПРГ, в результате чего газогидрат разлагают на газ - метан, диоксид углерода или сероводород, отбираемый по первой гибкой трубе в бортовые емкости плавсредства или в плавучие газгольдеры или на берег и на пресную воду, которую при необходимости также можно использовать после откачки через третью гибкую трубу из внутреннего объема УПРГ в устройство сбора воды или ее дальнейшей перекачки, при отборе продуктов разложения газогидрата и донных осадков под УПРГ образуют углубляющуюся котловину, в которую УПРГ под собственным весом опускают до тех пор, пока процесс разложения газогидрата не дойдет до подошвы его пласта, на что будет указывать прекращение поступления выделяющегося газа, после чего УПРГ поднимают снова к поверхности дна и перемещают на соседний участок газогидратной залежи, на котором разложение газогидрата повторяют, а донные осадки и минеральную часть газогидрата вместе с водой откачивают в образовавшуюся при предыдущем цикле разложения газогидрата котловину, что уменьшает экологический ущерб донной биоте, уменьшает степень загрязнения всей толщи морской воды и морского дна, в том числе и над еще неразработанной частью залежи газогидрата.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009119234/03A RU2402674C1 (ru) | 2009-05-22 | 2009-05-22 | Способ добычи газов и пресной воды из подводных газогидратов снижением гидростатического давления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009119234/03A RU2402674C1 (ru) | 2009-05-22 | 2009-05-22 | Способ добычи газов и пресной воды из подводных газогидратов снижением гидростатического давления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2402674C1 true RU2402674C1 (ru) | 2010-10-27 |
Family
ID=44042299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009119234/03A RU2402674C1 (ru) | 2009-05-22 | 2009-05-22 | Способ добычи газов и пресной воды из подводных газогидратов снижением гидростатического давления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2402674C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2607610C1 (ru) * | 2012-12-13 | 2017-01-10 | Халлибертон Энерджи Сервисез Инк. | Узел и способ подводной добычи газообразных углеводородов |
| NO20161125A1 (en) * | 2016-07-06 | 2018-01-08 | Aker Solutions As | Subsea methane production assembly |
| CN110397424A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-11-01 | 中国石油工程建设有限公司 | 一种基于降压开采的深水天然气水合物生产系统及方法 |
| NO20210561A1 (en) * | 2021-05-05 | 2022-11-07 | Akofs Offshore Operations As | Subsea hydrate removal assembly |
| CN110397424B (zh) * | 2019-07-11 | 2024-05-31 | 中国石油工程建设有限公司 | 一种基于降压开采的深水天然气水合物生产系统及方法 |
-
2009
- 2009-05-22 RU RU2009119234/03A patent/RU2402674C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Баженова O.K. и др. Геология и геохимия нефти и газа. - М.: МГУ, «Академия», 2004. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2607610C1 (ru) * | 2012-12-13 | 2017-01-10 | Халлибертон Энерджи Сервисез Инк. | Узел и способ подводной добычи газообразных углеводородов |
| NO20161125A1 (en) * | 2016-07-06 | 2018-01-08 | Aker Solutions As | Subsea methane production assembly |
| NO344641B1 (en) * | 2016-07-06 | 2020-02-17 | Aker Solutions As | Subsea methane production assembly |
| CN110397424A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-11-01 | 中国石油工程建设有限公司 | 一种基于降压开采的深水天然气水合物生产系统及方法 |
| CN110397424B (zh) * | 2019-07-11 | 2024-05-31 | 中国石油工程建设有限公司 | 一种基于降压开采的深水天然气水合物生产系统及方法 |
| NO20210561A1 (en) * | 2021-05-05 | 2022-11-07 | Akofs Offshore Operations As | Subsea hydrate removal assembly |
| NO346842B1 (en) * | 2021-05-05 | 2023-01-30 | Akofs Offshore Operations As | Subsea hydrate removal assembly |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8678514B2 (en) | Method for converting hydrates buried in the waterbottom into a marketable hydrocarbon composition | |
| CN108412466B (zh) | 一种海底天然气水合物开采装置及开采方法 | |
| KR101771358B1 (ko) | 플로터 고정형 연안 생산 저장 하역 설비 | |
| US6296060B1 (en) | Methods and systems for producing off-shore deep-water wells | |
| CN101555797A (zh) | 海底天然气水合物开采装置及其开采方法 | |
| RU2412337C1 (ru) | Способ добычи газа из газовых гидратов донных отложений | |
| RU2402674C1 (ru) | Способ добычи газов и пресной воды из подводных газогидратов снижением гидростатического давления | |
| JP2009280960A (ja) | 揚水機構および水底資源回収装置 | |
| RU2377392C1 (ru) | Способ добычи метана и пресной воды с кровли подводных углеводородных газогидратов | |
| RU2489568C1 (ru) | Способ добычи подводных залежей газовых гидратов и подводный добычный комплекс газовых гидратов | |
| CN112647900B (zh) | 一种无人值守全自动水合物降压开采系统 | |
| RU2379499C2 (ru) | Способ добычи пресной воды из подводных газогидратов | |
| RU138686U1 (ru) | Установка для добычи природного газа из подводных газовых гидратов | |
| KR20120067072A (ko) | 해저광물 채취방법 | |
| CN101665181B (zh) | 一种适用于浅海海域的大型储油装置及其安装和储油方法 | |
| JP6782919B2 (ja) | メタンハイドレート採掘装置 | |
| CN201678202U (zh) | 一种置于深海海底的圆柱体储油装置 | |
| RU2529683C1 (ru) | Способ разработки углеводородных месторождений арктического шельфа и технические решения для реализации способа | |
| CN101648633B (zh) | 一种适用于深海高压环境的储油装置及其安装和储油方法 | |
| RU2349489C2 (ru) | Комплекс для разработки подводных месторождений полезных ископаемых | |
| CN201712989U (zh) | 一种适用于深海高压环境的储油装置 | |
| UA81800C2 (ru) | Способ добычи водорода и серы из глубинных слоев моря | |
| CN201559929U (zh) | 一种适用于浅海海域的大型储油装置 | |
| Lotsmanova | Features of offshore production of hydrocarbons | |
| KR101176253B1 (ko) | 내압용기와 이를 이용한 메탄 하이드레이트 인양방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130523 |