[发明专利]一种天然气水合物开采方法

说明书

本发明涉及海底浅层天然气水合物开采技术领域，具体涉及一种天然气水合物开采方法，在海内设置注水井和开采井，并通过所述注水井以加热水合物层，通过第一水管在水面上连通注水井和开采井，使开采井排出的水进入注水井中，通过第一管道连通开采井和注水井，使得开采井分离出来的热水再次注入注水井，使得部分热水形成了热循环，即最开始进入注水井中的低温水被加热注入水合物层，水合物层被加热，使得开采井采集的混合物温度高，从该混合物中分离的水再次被注入水合物层，从而能够节约部分加热能源，减少了热损失，节约了成本。

技术领域

本发明涉及海底浅层天然气水合物开采技术领域，具体涉及一种天然气水合物开采方法。

背景技术

天然气水合物俗称“可燃冰”，是由于天然气和水在高压低温的环境下形成的晶状物质，天然气水合物中甲烷的含量极高，具有燃烧时产热量大、污染小、储蓄含量是化石能源的两倍等优势。具有广阔开发前景，是未来发展中重要的清洁能源之一。

我国天然气水合物主要存在于冻土以及海底，其中海底天然气水合物的储量远远超过陆地冻土区域中的储量，因此，如何妥善的开发海底天然气水合物具有重要的战略意义。目前的研究表明我国海底天然气水合物具有埋藏深度浅、不易胶结的特点，目前所提出的开采方法包括热激法、物理破碎法、固体流化法、降压法、CO2置换开采法等。

所谓热激法，主要是通过向开采井(9)中注入大量的热水或者热气将具有一定密闭空间的天然气水合物储层分解为气相的混合物，通过输送管道(6)的输送、收集、分离获得高纯度的天然气。热激法的热源主要是利用加热的热海水或者地热，目前较为创新的热激法是利用电磁生热的原理，具体是将电极下放到水合物层，通过电磁生热使电极产生热能使密闭空间的水合物由固相转变为液相。热激法也存在一定的缺陷，由于开采过程中水合物层的热量损失和套管的热损失等原因造成大量的热能损失，能量利用率低，成本极高。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前天然气水合物热激法开采热能损失大造成成本极高的问题，提供一种天然气水合物开采方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种天然气水合物开采方法，在海内设置注水井和开采井，并通过所述注水井以加热水合物层，通过第一水管在水面上连通注水井和开采井，使开采井排出的水进入注水井中。

作为优选，设置第二水管以吸取注水井附近的海水，来自所述第二水管和所述第一水管的混合水注入注水井，使得注入注水井的水量足够。

作为优选，在注水井底部设置金属管，采用电磁生热的原理使所述金属管发热以加热水合物层，注入所述注水井的水通过所述金属管以被所述金属管加热，从而采用金属管直接加热水合物层。

作为优选，通过太阳能电池板向所述金属管供电，仅需要太阳能供电，无需陆地远程布线供电，节约成本和降低风险。

作为优选，所述金属管外壁设置保温层，具体的，保温层可以是在管外包裹保温装置，或者在管外涂抹保温涂层，以降低热损失。

作为优选，所述金属管内的流道内间隔设置若干折流板以多次改变水的流向，以增大流体的接触面积，同时增大湍流程度，使得加热效率更高。

作为优选，所述第二水管上设置海水净化装置(16)以去除水中的钙化物和氯化物，从而避免整个装置的管线因为钙化物或者氯化物附着反应而失效，保证可靠性。

作为优选，在所述开采井底部设置井下分离器(10)，同时在所述开采井底部和所述注水井底部之间设置回填管道(13)，以使得来自开采井的混合物经过井下分离器(10)进行过滤，以让分离出的固体物质进入回填管道(13)进行原位回填，由于海底水合物层开采后压力、地形会发生变化，进行海底原位加压回填，减少了海底坍塌的可能。