一种利用干热岩开采天然气水合物的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于天然气水合物开采技术领域，涉及一种利用干热岩开采天然气水合物的装置及方法，包括两口水平井，一口开采井，一口注入井，2～3根连接水合物层与干热岩的通道。主要流程是：(1)利用高压泵将海水注入干热岩；(2)通过管道将加热后的海水注入天然气水合物层，破坏天然气水合物的相平衡，促使天然气水合物分解；(3)利用开采井将天然气开采出来；(4)；利用气液分离装置将天然气和水分离，天然气用作能源，水回灌到注入井，进行二次利用。本发明专利技术的优势在于利用地热能天然气开采水合物，减少了传统热激法开采天然气水合物的能源消耗。

A Device and Method for Exploiting Natural Gas Hydrate by Dry Hot Rock

The invention belongs to the technical field of natural gas hydrate exploitation, and relates to a device and method for exploiting natural gas hydrate by dry hot rock, including two horizontal wells, one mining well, one injection well and two to three channels connecting hydrate layer and dry hot rock. The main processes are: (1) injecting seawater into dry hot rock by high-pressure pump; (2) injecting heated seawater into natural gas hydrate layer through pipeline to destroy the phase equilibrium of natural gas hydrate and promote the decomposition of natural gas hydrate; (3) extracting natural gas by exploiting wells; (4) separating natural gas and water by gas-liquid separation device, natural gas is used as energy source, and water is reinjected into injection wells. Secondary utilization. The advantages of the present invention lie in utilizing geothermal energy natural gas to exploit hydrate and reducing energy consumption of traditional heat shock method for exploiting natural gas hydrate.

【技术实现步骤摘要】
一种利用干热岩开采天然气水合物的装置及方法
本专利技术属于天然气水合物开采
，涉及一种利用干热岩开采天然气水合物的装置及方法。
技术介绍
随着近年来科学、社会的高速发展，人类对于能源的需求越来越高，但传统的化石能源如煤炭、石油等越来越少，难以满足未来人类社会发展的需要，因此，寻找煤炭，石油等能源的替代能源迫在眉睫。现今环境问题已成为世界上最重要的问题之一，随着近一个世纪的高速发展，大量化石能源的燃烧造成了严重的环境污染，对人们身体健康，社会的发展形成了极大的危害，为了改善环境，世界各国投入了巨大的人力物力，运用各种方法改善地球生态环境，其中，清洁能源是一项十分有效的方式。天然气水合物是由小分子烃类物质与水形成的笼状晶体物质，其中甲烷占80％～99.9％，燃烧后只产生CO2和水，是一种优质的清洁能源，同时天然气水合物储量巨大，现今探明的天然气水合物储量为7.6×1018m3，碳含量约为已探明的所有化石燃料碳含量总和的二倍。天然气水合物是一种发展前景广阔的新能源。传统的水合物开采方法有热激法，降压开采法，化学剂法，但这三种方法各有缺陷，我国南海蕴藏丰富的天然气水合物及地热资源，利用地热资源开采天然气水合物是一种可行的方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种利用干热岩开采天然气水合物的方法，为利用地热资源开采天然气水合物提供了一种方法，并且可以对产物回收利用，节约能源。本专利技术的技术方案如下：一种利用干热岩开采天然气水合物的装置，包括高压泵1、污水回流管道2、气液分离装置3、天然气采出管道4、天然气储气罐5、管道10、第一射孔11、第一水平段12、隔热层13、第二射孔14、第二水平段15、开采井16和注入井17；所述的注入井17为L型井，其入口端连接高压泵1，竖直段伸入至地热层9内；注入井17的水平段位于地热层9内，其上均布有多个第一射孔11；所述的开采井16为L型井，其入口端连接气液分离装置3，竖直段伸入至天然气水合物储层7，开采井16的水平段位于天然气水合物储层7内，其上均布有多个第二射孔14；所述的天然气水合物储层7和地热层9之间为岩石储层8，天然气水合物储层7和地热层9之间设有用于连接地热层9与天然气水合物储层7的管道10，管道10外部设有隔热层13；所述的高压泵1、污水回流管道2、气液分离装置3、天然气采出管道4和天然气储气罐5依次相连。一种利用干热岩开采天然气水合物的方法，步骤如下：1)选择存在水合物层且下方存在干热岩储层的海域作为开采区域，目标干热岩储层温度选取150℃；在目标海域选取合适位置向岩石储层8打一口水平井，作为注入井17，注入井17贯穿天然气水合物层，水平段位于地热层9，对水平段进行射孔，形成第一射孔11；在目标海域选取合适位置向天然气水合物储层7打一口定向井，作为开采井16，同样为水平井，水平段位于天然气水合物储层7，对水平段进行射孔，形成第二射孔14；利用2～3根管道将天然气水合物储层7与地热层9连接，在管道10外包裹隔热层13，防止热量散失；2)用高压泵1将海水从注入井17注入地热层9，加热后的海水通过管道10到达天然气水合物储层7，天然气水合物在高温海水的作用下分解；天然气水合物分解产物经开采井回收到海面，经过气液分离装置3后，得到水和较纯净的天然气，天然气作为能源储存和运输，污水经过开采井16回注入地热层9。本专利技术的有益效果是将地热资源与天然气水合物联合起来，利用地热能开采天然气水合物，降低了传统方法开采天然气水合物的能耗，同时，注入井与开采井结构简单，注水和采出操作简单，降低了操作难度，为天然气水合物的开采提供了一条新途径。附图说明图1是一种利用干热岩开采天然气水合物的方法的结构示意图其中：1高压泵；2污水回流管道；3气液分离装置；4天然气采出管道；5天然气储气罐；6海水层；7天然气水合物储层；8岩石储层；9地热层(干热岩)；10管道；11第一射孔；12第一水平段；13隔热层；14第二射孔；15第二水平段；16开采井；17注入井。具体实施方式以下结合具体实施方式与附图对本专利技术进行详细叙述1、储层选取根据已有和所勘探的地质资料，选择存在天然气水合物层且天然气水合物层下方存在干热岩储层的海域作为开采区域，目标干热岩储层温度选取150℃，确保加热后的海水可在地层压力下使天然气水合物分解。2、一种利用干热岩开采天然气水合物的方法结构具体介绍(1)向干热岩储层打水平井，作为注入井17，对第一水平段12进行射孔，形成第一射孔11；(2)注入井17井口连接高压泵1，高压泵1连接污水回流管道2；(3)向天然气水合物储层打定向井，作为开采井16，并对第二水平段15进行射孔，形成第二射孔14；(4)开采井16井口连接气液分离装置3，气液分离装置3连接污水回流管道2和天然气采出管道4，天然气采出管道4连接天然气储气罐5；(5)在天然气水合物储层7与地热层9之间的岩石储层8安装管道10，将天然气水合物储层7与地热层9连接起来，为加热后海水在天然气水合物储层7与地热层9之间流动提供通道，在管道外围安装隔热层13，减少被加热后流体的热量散失；3、一种利用干热岩开采天然气水合物的方法的具体工作流程(1)利用高压泵1将水力压裂液从注入井17注入地热层9，对地热层9进行水力压裂，增加地热层9的孔隙，提高地热层9渗透率，增大海水与干热岩的换热面积，增加海水与干热岩的换热量。(2)利用高压泵1将冷的海水从注入井17注入地热层9，冷流体通过注入井17的第一水平段12上的第一射孔11进入地热层9，与干热岩进行换热，冷的海水温度升高；(3)在地热层9和天然气水合物储层7之间的压力差作用下，被加热的流体通过管道10流入天然气水合物储层7，对天然气水合物进行加热，破坏了地层中天然气水合物的相平衡条件，使天然气水合物受热分解；(4)天然气水合物分解产物通过第二水平段15的第二射孔14进入开采井16，经过开采井16被回收到海平面上的气液分离装置3；(5)被输送到海平面的分解产物经过气液分离装置3后得到较纯净的天然气和污水，天然气通过天然气采出管道4被收集至天然气储气罐5中，污水通过污水回流管道2重新注入地热层9，进行循环利用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用干热岩开采天然气水合物的装置，其特征在于，所述的利用干热岩开采天然气水合物的装置包括高压泵(1)、污水回流管道(2)、气液分离装置(3)、天然气采出管道(4)、天然气储气罐(5)、管道(10)、第一射孔(11)、第一水平段(12)、隔热层(13)、第二射孔(14)、第二水平段(15)、开采井(16)和注入井(17)；所述的注入井(17)为L型井，其入口端连接高压泵(1)，竖直段伸入至地热层(9)内；注入井(17)的水平段位于地热层(9)内，其上均布有多个第一射孔(11)；所述的开采井(16)为L型井，其入口端连接气液分离装置(3)，竖直段伸入至天然气水合物储层(7)，开采井(16)的水平段位于天然气水合物储层(7)内，其上均布有多个第二射孔(14)；所述的天然气水合物储层(7)和地热层(9)之间为岩石储层(8)，天然气水合物储层(7)和地热层(9)之间设有用于连接地热层(9)与天然气水合物储层(7)的管道(10)，管道(10)外部设有隔热层(13)；所述的高压泵(1)、污水回流管道(2)、气液分离装置(3)、天然气采出管道(4)和天然气储气罐(5)依次相连。

【技术特征摘要】
1.一种利用干热岩开采天然气水合物的装置，其特征在于，所述的利用干热岩开采天然气水合物的装置包括高压泵(1)、污水回流管道(2)、气液分离装置(3)、天然气采出管道(4)、天然气储气罐(5)、管道(10)、第一射孔(11)、第一水平段(12)、隔热层(13)、第二射孔(14)、第二水平段(15)、开采井(16)和注入井(17)；所述的注入井(17)为L型井，其入口端连接高压泵(1)，竖直段伸入至地热层(9)内；注入井(17)的水平段位于地热层(9)内，其上均布有多个第一射孔(11)；所述的开采井(16)为L型井，其入口端连接气液分离装置(3)，竖直段伸入至天然气水合物储层(7)，开采井(16)的水平段位于天然气水合物储层(7)内，其上均布有多个第二射孔(14)；所述的天然气水合物储层(7)和地热层(9)之间为岩石储层(8)，天然气水合物储层(7)和地热层(9)之间设有用于连接地热层(9)与天然气水合物储层(7)的管道(10)，管道(10)外部设有隔热层(13)；所述的高压泵(1)、污水回流管道(2)、气液分离装置(3)、天然气...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋永臣，刘慧全，杨明军，蒋兰兰，赵越超，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21