一种提高天然气水合物产能的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种提高天然气水合物产能的装置及方法，涉及天然气水合物开采技术领域，包括：油藏注采系统，包括注入井和产油井，注入井连接有配水器和注水泵，产油井连接有油水分离器和储油罐；换热器，换热器的热流体介质入口与油水分离器的出水端连接，换热器的热流体介质出口与配水器连接；天然气水合物藏注采系统，包括至少一个产气井，多个产气井中的至少一个产气井与换热器的冷流体介质出口连接，其他产气井连接气水分离器，气水分离器上连接有储气罐，气水分离器的出水端与换热器的冷流体介质入口连接；该装置通过换热器利用油藏注采系统产出的水加热天然气水合物藏注采系统产出的水，再将加热后的水注入天然气水合物藏中实现注热。物藏中实现注热。物藏中实现注热。

【技术实现步骤摘要】
一种提高天然气水合物产能的装置及方法


[0001]本专利技术属于天然气水合物开采
，更具体地，涉及一种提高天然气水合物产能的装置及方法。

技术介绍

[0002]天然气水合物是一种由水和天然气(甲烷为主)分子在低温高压环境下形成的固态化合物。目前，天然气水合物作为未来较理想的战略替代能源，已经成为当代地球科学和能源工业发展的一大热点。目前，美国、日本、中国等国家已经相继开展了天然气水合物的试采试验并取得了一系列成果。
[0003]我国南海神狐海域天然气水合物藏的两次试采工作证明了降压开发天然气水合物藏的技术可行性，但目前采用单一降压开发方式的产气量仍远低于商业开发的产气量标准，为此寻求更加经济有效的开发方式对于天然气水合物藏的商业化开发至关重要。
[0004]申请号为202010680190.1的专利文件《一种可视大尺度的伸缩井热流固耦合天然气水合物开采实验模拟装置及方法》公开了伸缩井热流固耦合天然气水合物开采实验模拟装置，包括五个部分：大尺度水合物反应系统、流动注入系统、三井热流固耦合开采收集系统、微可视系统和数据检测采集系统。可以灵活组合降压开采法，注热开采法及不同模式水流侵蚀法三种开采方法，模拟实际开采过程，提供了一种伸缩井热流固耦合天然气水合物开采方法与装置，用于探究不同开采方法即模式结合时的开采特性，为实现水合物高效、持续的商业化开采提供可靠的实验依据和理论分析。
[0005]申请号为201820883178.9的专利文件《一种天然气水合物热水分解前缘超声波监测系统》包括发生器机构、填砂水合物模型、注气机构、超声波监测机构和气液分离机构；本技术中通过在水合物填砂模型中采用水平井网的结构，使得蒸汽和热水的热量在开采天然气水合物的时候能够均匀散开，采用的超声波发生器利用超声波探头设定的参数持续探测天然气水合物的分解过程，获取超声波探测模拟实验天然气水合物在注热分解过程中分解前缘移动规律的详细数据。
[0006]申请号为201810178558.7的专利文件《超重力条件下的天然气水合物热激法开采模拟装置》公开了一种超重力条件下的天然气水合物热激法开采模拟装置，液压油站通过油路离心机旋转接头连接到汇流板后分为两路，两路分别经超重力水压控制模块、超重力热激模块连到高压反应器；超重力气液分离模块直接连接到高压反应器；釜体温控模块通过水浴通路离心机旋转接头连接到高压反应器；高压反应器、超重力水压控制模块、超重力热激模块、超重力气液分离模块和釜体温控模块中的传感器均连接数据采集箱。本专利技术能真实模拟现场天然气水合物注热开采的灾变过程，为天然气水合物注热开采模拟实验提供科学支撑。
[0007]申请号为201910074025.9的专利文件《一种针对不同类型天然气水合物储层的多方式开采模拟装置及方法》生产井通过可调节任意角度的旋转管与高压反应釜连接，所述高压反应釜和所述生产井均设有可视化窗口。本专利技术可以通过调节旋转管得到不同角度的
生产井，包括垂直井、水平井、倾斜井；可以在高压反应釜中模拟合成多种类型的天然气水合物储层；可以模拟降压法、注热法、注抑制剂法及联合法开采天然气水合物；可以实验全程监测水合物的生成、分解和二次生成情况及气
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水流动情况，并得到产水量和产气量。本专利技术在高压反应釜中合成水合物样品后，可系统的开展不同水合物储层、不同生产井、不同开采方法下天然气水合物的开采模拟实验，并可以为水合物不同开采模式进行效率和安全评估。
[0008]综合上述情况，各个研究表明注热与降压相结合开发天然气水合物藏相比于单一降压开发可获得更好的效果，然而注热费用高仍是阻碍该方法走向商业化的重要因素，如何对天然气水合物进行经济合理的注热仍缺乏研究。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种提高天然气水合物产能的装置及方法，该装置通过换热器利用油藏注采系统产出的水加热天然气水合物藏注采系统产出的水，再将加热后的水注入天然气水合物藏中实现注热，对油藏注采系统产出的水中的热能充分利用，以经济合理的方式实现天然气水合物藏的注热，提高天然气水合物产能。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术提供一种提高天然气水合物产能的装置，包括：
[0011]油藏注采系统，包括注入井和产油井，所述注入井连接有配水器和注水泵，所述产油井连接有油水分离器和储油罐；
[0012]换热器，所述换热器的热流体介质入口与所述油水分离器的出水端连接，所述换热器的热流体介质出口与所述配水器连接；
[0013]天然气水合物藏注采系统，包括至少一个产气井，多个所述产气井中的至少一个产气井与所述换热器的冷流体介质出口连接，其他所述产气井连接气水分离器，所述气水分离器上连接有储气罐，所述气水分离器的出水端与所述换热器的冷流体介质入口连接。
[0014]可选地，所述注入井和所述产油井的下端设置于油藏内，所述注入井和所述产油井处于所述油藏内的部分设置有第一射孔段。
[0015]可选地，所述产气井的下端设置于天然气水合物藏内，所述产气井处于所述天然气水合物藏内的部分设置有第二射孔段。
[0016]可选地，多个所述产气井中与所述换热器的冷流体介质出口连接的所述产气井上的第二射孔段开设在所述天然气水合物藏的下半部分内，其他所述产气井上的第二射孔段开设在所述天然气水合物藏的上半部分内。
[0017]可选地，所述油水分离器的出水端与所述换热器的热流体介质入口之间设置有污水处理器。
[0018]可选地，所述油藏注采系统、所述换热器、所述天然气水合物藏注采系统之间通过连接管线连接，所述连接管线的外侧包裹有隔热层。
[0019]可选地，多个所述产气井中与所述换热器的冷流体介质出口连接的所述产气井数量占所述产气井总数的20％
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50％。
[0020]本专利技术还提供一种提高天然气水合物产能的方法，利用上述的提高天然气水合物产能的装置，该方法包括：
[0021]步骤一、分别在油藏和天然气水合物藏中设置油藏注采系统和天然气水合物藏注
采系统；
[0022]步骤二、利用所述油藏注采系统产出的水加热所述天然气水合物藏注采系统产出的水；
[0023]步骤三、利用被所述油藏注采系统产出的水加热后的所述天然气水合物藏注采系统产出的水加热所述天然气水合物藏；
[0024]步骤四、对加热后的所述天然气水合物藏进行开采。
[0025]可选地，还包括：
[0026]提供可共用同一个海上开采平台的油藏和天然气水合物藏；
[0027]对所述油藏和所述天然气水合物藏分别独立开采；
[0028]当所述天然气水合物藏的日产气量低于产气阈值时，执行所述步骤一至步骤四。
[0029]可选地，所述步骤二包括在换热器内通过所述油藏注采系统产出的水加热所述天然气水合物藏注采系统产出的水；所述步骤三包括将被所述油藏注采系统产出的水加热后的所述天然气水合物藏注采系统产出的水注入天然气水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高天然气水合物产能的装置，其特征在于，该装置包括：油藏注采系统，包括注入井和产油井，所述注入井连接有配水器和注水泵，所述产油井连接有油水分离器和储油罐；换热器，所述换热器的热流体介质入口与所述油水分离器的出水端连接，所述换热器的热流体介质出口与所述配水器连接；天然气水合物藏注采系统，包括至少一个产气井，多个所述产气井中的至少一个产气井与所述换热器的冷流体介质出口连接，其他所述产气井连接气水分离器，所述气水分离器上连接有储气罐，所述气水分离器的出水端与所述换热器的冷流体介质入口连接。2.根据权利要求1所述的提高天然气水合物产能的装置，其特征在于，所述注入井和所述产油井的下端设置于油藏内，所述注入井和所述产油井处于所述油藏内的部分设置有第一射孔段。3.根据权利要求1所述的提高天然气水合物产能的装置，其特征在于，所述产气井的下端设置于天然气水合物藏内，所述产气井处于所述天然气水合物藏内的部分设置有第二射孔段。4.根据权利要求3所述的提高天然气水合物产能的装置，其特征在于，多个所述产气井中与所述换热器的冷流体介质出口连接的所述产气井上的第二射孔段开设在所述天然气水合物藏的下半部分内，其他所述产气井上的第二射孔段开设在所述天然气水合物藏的上半部分内。5.根据权利要求1所述的提高天然气水合物产能的装置，其特征在于，所述油水分离器的出水端与所述换热器的热流体介质入...

【专利技术属性】
技术研发人员：岑学齐，贺甲元，王海波，张乐，王益维，唐萍，李晓琦，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：