[发明专利]模拟天然气水合物开采的实验方法及装置有效

专利信息
申请号: 200910086812.1 申请日: 2009-06-05
公开(公告)号: CN101575964A 公开(公告)日: 2009-11-11
发明(设计)人: 孙长宇;杨新;陈光进;粟科华;赵新明 申请(专利权)人: 中国石油大学(北京)
主分类号: E21B43/01 分类号: E21B43/01;E21C50/00
代理公司: 北京三友知识产权代理有限公司 代理人: 黄 健
地址: 102249*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 模拟 天然气 水合物 开采 实验 方法 装置
【权利要求书】:

1.一种模拟天然气水合物开采的实验方法,该方法包括步骤:

在一反应釜内生成下伏气的水合物;其中,在所述反应釜内安装多孔 隔板,将反应釜内室分成含水多孔介质填充区以及在多孔介质填充区下方 的游离气区域,该步骤中是利用一进气系统将实验气体从反应釜下部引入 反应釜内的游离气区域,再向上扩散至多孔介质填充区,使实验气体自下 向上向多孔介质填充区扩散,与多孔介质填充区内多孔介质中的水反应生 成水合物而模拟水合物沉积层与下伏游离气共存的形成模式;

采用降压法、注热法、注化学剂法中的一种方法或多种的联合方法, 使所生成的水合物分解,并利用一排气系统将水合物分解产气排出反应釜, 从而模拟水合物的开采过程。

2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述生成水合物的步骤包括:

将多孔介质与含水溶液在-1~1℃充分冷却,混合均匀后装入反应釜 内,并立即冷冻至-7~-6℃,然后再利用进气系统将实验气体引入反应器 内生成水合物。

3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述反应釜设有从反应釜盖插 入反应釜内的管道用以模拟注入井和/或产出井,该方法是进行间歇式单井 吞吐开采模拟,或双井或≥3的多井连续扩张式开采模拟。

4.根据权利要求1所述的方法,该方法是进行降压与注热联合开采模 拟,或降压与注热和注化学剂法的混合联合开采模拟。

5.根据权利要求1或4所述的方法,其中,是采用包括降压的方法使 所生成的水合物分解,该方法包括步骤:

在生成水合物后,以0.1~0.5L/min的排气速度从反应釜下部排气以使 反应釜内压力下降,同时监测反应釜内温度,当温度发生每秒0.2℃以上的 突降时,将排气速度调至30~50L/min,使反应釜内底部压力降到实验设定 的分解压力。

6.根据权利要求1所述的方法,该方法是采用包括注热的方法使所生 成的水合物分解,包括步骤:

在生成水合物后,调节反应体系的环境温度为实验设定的分解温度, 向反应釜内注热,并监测反应釜内压力,当压力出现降低时,利用排气系 统将水合物分解产气排出反应釜。

7.根据权利要求1所述的方法,其中,在所述将水合物分解产气排出 反应釜的排气系统出口设置背压阀,使水合物的分解在指定的恒压下进行。

8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述反应釜高径比0.2~3,总体 积≥1L。

9.实施权利要求1~8任一项所述模拟天然气水合物开采的实验方法的 装置,该装置包括:

反应釜,该反应釜内设有含水多孔介质填充区;

进气系统,该进气系统是用以将实验气体从反应釜下部引入反应器内, 使实验气体自下向上向多孔介质填充区扩散,与多孔介质填充区内多孔介 质中的水反应生成水合物;

排气系统,该排气系统包括上排气系统及下排气系统,所述上排气系 统是用以将反应釜内水合物分解产气排出反应釜,且在该上排气系统的排 气出口设有背压阀,所述下排气系统是用以将反应釜内游离气体从反应釜 底部排出反应釜;

低温浴槽温控系统,该低温浴槽温控系统是用以控制反应釜处于所设 定的恒温状态;

注热和/或注化学剂流体输送系统,该流体输送系统是用于自上而下向 反应釜内输送热和/或化学剂流体,以进行水合物开采过程中注热和/或注化 学剂的模拟;

数据采集系统,该数据采集系统包括:用于测量反应釜内温度的温度 传感器,测量反应釜内底部压力、反应釜内顶部压力的压力传感器,以及 测量进出反应釜流体流量的流量传感器,用于监测并记录实验过程的数据。

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