一种天然气水合物开采方法技术

本发明专利技术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。

A Natural Gas Hydrate Exploitation Method

The invention relates to the technical field of exploitation of shallow seabed natural gas hydrate, in particular to a method of exploitation of natural gas hydrate, in which water injection wells and production wells are set up in the sea, and the water injection wells and production wells are connected on the water surface through the first water pipe, so that the water discharged from the production wells enters the water injection wells, and the production wells and injection wells are connected through the first water pipe. Water wells make the hot water separated from the production wells inject into the injection wells again, which makes part of the hot water form a thermal cycle, that is, the low temperature water entering the injection wells is heated to inject into the hydrate layer, and the hydrate layer is heated, which makes the temperature of the mixture collected by the production wells high, and the water separated from the mixture is injected into the hydrate layer again, thus saving part of heating energy. The heat loss is reduced and the cost is saved.

【技术实现步骤摘要】
一种天然气水合物开采方法
本专利技术涉及海底浅层天然气水合物开采
，具体涉及一种天然气水合物开采方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：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，本专利技术采用的技术方案为：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，对本专利技术作详细的说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术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专利技术，并不用于限定本专利技术。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。速度调本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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。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)(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...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡刚，谭川东，王国荣，王燕飞，徐召强，左润东，方潘，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51