提取甲烷气体、将其转化为包合物并运输使用的方法和系统技术方案

本文描述提取天然气的方法和系统。天然气的来源可以是在陆地或地下或海底环境中发现的天然气、或天然气和原油的储层。天然气也可以是从天然形成的包合物水合物的海底储层中提取的天然气。这些方法可以在陆地、海面或海底进行。该方法的特征在于提供合适的促进剂以促进选择性形成结构II(sII)甲烷包合物水合物，从而以易于运输的形式储存天然气。该方法的特征还在于可以将天然气和生产天然气所涉及的伴生水与杂质分离。及的伴生水与杂质分离。及的伴生水与杂质分离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】提取甲烷气体、将其转化为包合物并运输使用的方法和系统


[0001]本公开涉及提取和处理天然气。天然气的来源可以是天然气、或天然气和原油的地下或海底储层，或已经给从天然形成的包合物水合物储层中提取的天然气。本公开还涉及将天然气与杂质分离以及将伴生水与杂质分离。本公开进一步涉及改造原油生产系统以获得、运输和使用天然气。

技术介绍

[0002]在原油生产过程中分离出的甲烷和其他挥发性气体经常被烧掉(或燃烧)，因为它们不能用传统方法处理。
[0003]天然气运输的标准方法包括通过管道作为气体泵送或作为压缩天然气(CNG)或液化天然气(LNG)在容器中运输。管道是连接天然气来源和天然气预期目的地的物理管道。通过管道输送天然气需要能量。在CNG系统中，天然气被压缩并储存在加压容器中进行运输。压缩天然气并在运输过程中保持压力需要能量。在目的地，天然气被扩展用于后续利用或集成到天然气分配系统中。
[0004]在液化天然气系统中，天然气温度降低至约
‑
161℃，在该温度下，气体冷凝为液体。液化天然气储存在专门的容器中(带有隔热和/或真空屏障，以尽量减少热传递)进行运输。在目的地，气体温度升高，气体膨胀以供后续使用或集成到天然气分配系统中。液化天然气并在运输过程中保持气体温度和压力需要能量。与标准温度和压力下相同数量的天然气相比，LNG的体积减少约为600倍。
[0005]作为液化天然气运输天然气已成为行业首选解决方案。该系统的一个缺点是存在规模经济。为了使系统经济，必须有非常大的生产量。换言之，在小生产率下，必要的基础设施成本与可行的经济模式不符，在这种模式下，一项投资会产生有利可图的系统。目前，世界各地都有正在生产和运营的终端，将天然气转化为液化天然气，用于陆上和海上运输。还有一些终端，用于将液化天然气转换回天然气。
[0006]影响是否开采含天然气储层决策的因素有很多。如果储层不符合某些标准，则其中所含的天然气被视为搁浅天然气，并不生产用于消费。因此，搁浅气藏被理解为已发现但由于物理或经济原因仍无法使用的天然气田。天然气储层可被认为是搁浅的，因为天然气的数量太少，因为它太难到达，或者因为它在地理上远离能源市场。此外，如果天然气中含有过多的杂质(按百分比计算)，则储层可能被视为搁浅。这些杂质可能包括，例如，二氧化碳、硫化氢、水蒸气和氮气。
[0007]Chinn，美国专利公开2014/0100295教导将二氧化碳转化为合成燃料，方法是将其与某些化学品反应，从这种温室气体中提供没有价值的有价值的产品。这样，二氧化碳含量高的搁浅气田的生产就变得经济。
[0008]Heinemann，美国专利6,028,234教导自然生成的包合物的生产，例如包合物海洋沉积物。最初，电加热器被放置在海洋沉积物中，这样热量可以用来分解水合物并产生天然气。随后，当尝试转移到表面时，它将重整水合物。随后的方法包括通过后续水合物的级联
形成和分解、引导阳光、辐射和其他形式的传递来引导热量的方案。
[0009]Watanabe，美国专利公开2010/0325955教导如何制作几乎呈杏仁状的水合物颗粒(管状)，并将水合物颗粒包装在容器中，以保留离散物体，并保持低温以防止结块。Watanabe可被比作生产冰块而不是粉状冰(或雪)，但保留冰块原样，而不将冰块凝固成大块。
[0010]Zhang，美国专利公开2008/0135257教导通过加热自然形成的水合物形成天然气来开采海洋沉积物水合物。Zhang本质上收集释放的气体。在这样做的过程中，Zhang认识到水合物自然形成的条件实际上是导致地下环境(即海底条件)中水合物形成的条件。因此，根据Zhang的教导，水合物会发生变化，因为当水合物上升到海面时，水合物随后会分解成天然气。Zhang的教导只是让天然气随后转化水合物，知道水合物随后会分解。Jones，美国专利公开2010/0048963教导从至少具有一个常规油气藏的多个油气藏中开采水合物储层。常规储层生产中的过量热量被用作热源以离解并因此从天然气水合物储层生产天然气。
[0011]提供适合于提取天然气的方法和系统将是有益的，包括那些被认为搁浅的天然气。通过将水与杂质分离，能够使用天然气生产产生的水也是有益的。同样，有必要将天然气与杂质分离。

技术实现思路

[0012]在第一方面，提供从储层提取天然气的方法。天然气是一种主要由甲烷和其他碳氢化合物组成的气体。储层可含有天然气、原油(石油和天然气的混合物)，或者储层可是作为天然气水合物(NGCH)储存的天然气。这些方法的特点是可选的钻井以到达储层的第一步。如果储层是天然气，则内容物准备好运输。在其中储层为原油的情况下，该方法的特点是分离石油和天然气的第二步。所述方法的特点可以是根据已知方法输送、泵送或管道输送用于处理的油组分的第三步。类似地，第三步的特点可以将油组分收集到单独的运输容器中，以便进行适当的运输。在其他情况下，搁浅的天然气可以天然气水合物(NGCH)的形式存在。在这种情况下，第二步可包括通过例如加热或降低压力或两者将原始天然气水合物(NGCH)分解为气体和水。在所有情况下，这些方法的特点可以是清除天然气中的废弃物的第四步。该方法的特点可以是将天然气输送、泵送或管道输送至气体/包合物水合物处理设施(例如靠近海底的设施)的第五步。气体/包合物水合物处理设施可设计成转化天然气，使得其形成天然气包合物(NGCH)。
[0013]可提供促进剂以促进天然气转化为结构II(sII)水合物。天然气转化为天然气包合物水合物(NGCH)可导致从天然气中分离杂质，例如CO2。然后，可将包括CO2在内的杂质泵回储层，以保持储层压力，并减少或避免CO2释放到大气中。作为第六步，可将此类固体天然气包合物水合物(NGCH)组装并放入适合运输的运输容器中。在某些情况下，固体水合物(如天然气水合物)首先被组装并放入运输容器中，然后在海面被清空到更大的运输载体中，以便运输到目的地，再转化为天然气或再气化。在其他情况下，将固体天然气包合物水合物组装并放入运输容器中，并且这些运输容器本身用于将天然气包合物水合物(NGCH)运输至目的地进行再气化，即转换回天然气。
[0014]在替代的第六步中，固体水合物可运输至海面，然后运输至目标目的地，例如港口或海上漂浮的码头，即浮动液化天然气(FLG)。在那里，它可以分解成水和天然气，然后根据
已知技术进一步处理，例如液化天然气(LNG)。
[0015]天然气储层可在陆地或海洋中发现，例如在海底。将天然气输送、泵送或管道输送至气体/包合物水合物处理设施可在从海底到海面的任何深度进行。设计用于转化天然气以使其形成固体天然气包合物水合物(NGCH)的气体/包合物处理设施可在海底、海面(例如，在石油平台上或靠近石油平台)或陆地(例如，靠近原油井)找到。
[0016]在第二方面，本文描述从天然气水合物储层(例如在海底等地下环境中可发现的储层)提取天然气的方法。这些方法的特点是可选的钻探海底油井以提取碳氢化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种从原油中提取甲烷的方法，包括：a)以足以形成顶部空间的量将原油接收到第一容器中；b)调节所述容器的温度和/或压力以产生溶解气体的分离；c)将在步骤b)中分离的气体转移到第二容器中；d)将水、任选的热力学促进剂和任选的动力学促进剂引入所述第二容器中；e)调节压力和/或温度以形成气体包合物颗粒；和f)任选地将sII气体包合物水合物转移到具有以下一个或多个特征的存储容器中：i)中性或接近中性浮力，ii)足够坚固以有效地容纳sII气体包合物水合物，而不会发生实质性泄漏或破裂，以及iii)柔性以有效地抵抗空隙体积的实质性形成。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：g)将处理后的原油从所述第一容器转移到集装箱、管道、船舶或炼油厂进行进一步处理。3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：h)从所述第二容器去除任何未处理的气体；i)任选地将未处理的气体转移到储层以进行封存并保持储层压力；和j)任选地处理所述未处理的气体用于商业目的。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述未处理的气体是二氧化碳。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述未处理的气体包括选自乙烷、丙烷、丁烷及其混合物的一种或多种。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述促进剂选自四氢呋喃、环戊烷、2,2
‑
二甲基丁烷、甲基环己烷、新己烷、2
‑
甲基环己酮、p
‑
nacolone、异戊醇、叔丁基甲基醚及其混合物。7.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤d)中所述水选自淡水、伴生水、和海水、及其混合物。8.一种从原油中回收甲烷的方法，包括：a)以足以形成顶部空间的量将原油接收到第一容器中；b)调节所述第一容器的温度和/或压力以产生所述原油中的任何溶解的气体的分离；c)将在b)中分离的气体转移到第二容器中；d)将水、任选的热力学促进剂引入所述第二容器中以形成包合物浆料和将任选的动力学促进剂引入所述第二容器；e)去除不形成包合物的任何非甲烷气体；f)任选地将所述包合物浆料转移至第三容器；g)调节温度和/或压力以形成稳定的sII气体包合物水合物颗粒；和h)将所述气体包合物颗粒转移至第四容器以用于储存和积累。9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括以下步骤：i)将处理后的原油从所述第一容器转移到集装箱、管道、船舶或炼油厂进行进一步处理。10.根据权利要求8所述的方法，进一步包括以下步骤：
j)从所述第二容器去除任何未处理的气体。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述未处理的气体是二氧化碳。12.根据权利要求10所述的方法，其中所述未处理的气体包括选自乙烷、丙烷、丁烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：M，
类型：发明
国别省市：