[发明专利]海底甲烷水合物生产

说明书

一种离岸甲烷水合物生产组件(1)，其具有延伸到海底井(5)中的管(41)，所述海底井(5)向下延伸到海床(3)下方的甲烷水合物地层(7)。潜水泵(45)被布置在所述管(41)中。甲烷导管(35、35)从表面设施(49)向下延伸。安置在井口(13)上的井控制套件(15)位于海底井(5)的上端处。此外，紧急断开套件(25)被布置在所述甲烷导管(35、135)和所述井控制套件(15)之间。所述管(41)悬挂在所述井控制套件(15)上。还公开了本发明的其他方面。

本发明涉及用于从海床下面的甲烷水合物地层生产甲烷的方法和相关组件。具体地，本发明利用在海底油气修井操作领域中知道的设备来生产甲烷。

背景

存在大量天然存在的甲烷水合物，有时称为甲烷气水包合物。这种地层的典型区域是在永久冻土区域和海床下方有一定压力的地方。在油气领域，甲烷水合物是一种众所周知的物质，因为它倾向于在引导碳氢化合物的流管道(hydrocarbon-conducting flowpipe)内形成，并且由此堵塞这些管道。

低于一定温度和/或高于一定压力时，甲烷水合物保持为固体。通过提高温度和/或降低压力，它会液化成甲烷和水。液化它的另一种方法是注入抑制剂，如甲醇，以改变压力-温度平衡。国际专利申请公开WO2012061027给出了该主题的介绍。

作为许多国家可能的能源资源，已经开展了研究如何从海底地层生产甲烷的研究。甲烷是一种重要的温室气体。因此，必须防止甲烷逸出到大气中。另外，与众所周知的从油气地层进行生产相比，从固态生产甲烷可能需要不同的途径。

从这种地层生产甲烷的一种已知方式是降低地层中的压力，从而使水合物分离成甲烷和水。

本发明的一个目的是提供一种用于从海底甲烷水合物地层以有效的方式(优选在时间和成本两方面有效)生产甲烷的方案。

发明

根据本发明的第一方面，提供了一种离岸甲烷水合物生产组件，其包括延伸到海底井中的管。所述海底井向下延伸到海床下方的甲烷水合物地层。潜水泵被布置在所述管中，即，作为管的一部分。甲烷导管从表面设施向下朝向海床延伸。井控制套件安置在井口上并且位于海底井的上端处。此外，紧急断开套件被布置在所述甲烷导管和所述井控制套件之间。根据本发明的第一方面，所述管悬挂在所述井控制套件上。

在一些实施方案中，甲烷和水在海底被分离并且在不同的导管(即，甲烷导管和水导管)中被引导到表面设施。在其他实施方案中，可以在一个共同的甲烷(和水)导管中引导甲烷和水，通常用于在表面设施上进行分离。

对于根据本发明的第一方面的组件，由于管连接到井控制套件，因此不需要管悬挂器。因此，避免了在管悬吊在管悬挂器下方的情况下将管悬挂器向下降低到井口，以便安置在海底。替代地，通过将井控制套件(WCP)安置在井口上来安装管。

在一些实施方案中，甲烷导管将是刚性立管柱。

在其他实施方案中，甲烷导管可以是柔性脐带缆。在这样的实施方案中，可以经由脐带缆终端头部和跨接线(jumper)来连接脐带缆。

表面流树(surface flow tree)可以有利地布置在甲烷导管的上端上，并且在表面设施的钻台下方。

这种定位通常可以位于月池甲板的高度处或海面下方。

在本发明的第一方面的一些实施方案中，柔性软管可以从表面延伸并向下延伸到紧急断开套件的环形孔。紧急断开套件的环形孔与井控制套件的环形孔连通。此外，井控制套件的环形孔然后可以与管连通。

在这样的实施方案中，甲烷和水可以在海底被分离，并且将通过柔性软管输送水，而将通过甲烷导管输送甲烷。

在一些实施方案中，井控制套件主孔可沿着管的整个长度与管外部的环形空间(annulus)直接流体连通。这意味着没有井筒封隔器密封管外部的环形空间。