[实用新型]一种微波开采天然气水合物模拟装置

说明书

一种微波开采天然气水合物模拟装置，涉及天然气水合物领域，包括水合物储藏模拟部件、微波开采模拟部件，水合物储藏模拟部件包括透明箱体、模拟连接口、注水管线、排水管线、注气口、支架、井筒模拟器，微波开采模拟部件包括微波发生器、导波管、微波输出头、井筒伸缩模拟管、密封顶盖、连接法兰、排气管线、排气阀门、密封连接器，实用新型装置通过室内模拟实验的方式对不同的温度、压力、天然气水合物饱和度的储藏进行开采因素论证，可更加直观的了解在微波加热情况下，天然气水合物的分解状态，通过水合物生成腔室、井筒模拟器的协同作用，可模拟实际天然气水合物储藏的直井、水平井，可为天然气水合物微波加热开采提供一定的技术支持。

技术领域

本实用新型涉及天然气水合物领域，尤其涉及一种微波开采天然气水合物模拟装置，具体是一种室内模拟天然气水合物微波加热开采的实验装置。

背景技术

天然气水合物(natural gas hydrate，简称NGH)，是天然气在一定的低温、高压下与水形成的非化学计量笼形化合物，也被称为“可燃冰”。1m³天然气水合物可含164m³甲烷气和0.8m³的水。“可燃冰”是天然气的附生产品，应用范围与天然气大致相同，是一种典型的石油替代品。“可燃冰”极易燃烧，在同等条件下，“可燃冰”燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要高出数十倍，被誉为“属于末来的超级能源”。

我国的可燃冰储量十分丰富，根据调查研究，我国的天然气水合物主要分布在南海海域、东海海域、青藏高原冻土带以及东北冻土带。

人为地打破天然气水合物稳定存在的相平衡条件，促使其分解，是目前开发天然气水合物的主要方法。根据天然气水合物的平衡相图，大体上可分为加热法、化学法、降压法三类。

加热法：此方法主要是将蒸汽、热水、热盐水或其它热流体介质从地面泵入天然气水合物储层，也可采用开采重油时使用的火驱法或利用钻柱加热器。热开采技术的主要不足是会造成大量的热损失，效率很低。

添加化学剂：某些化学剂，诸如盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等化学剂可以改变水合物形成的相平衡条件，降低水合物稳定温度。添加化学剂最大的缺点是费用太昂贵。由于大洋中天然气水合物的压力较高，因而不宜采用此方法。

降压法：通过降低压力而引起天然气水合物稳定的相平衡曲线的移动，从而达到促使天然气水合物分解的目的。开采水合物层之下的游离气是降低储层压力的一种有效方法，另外通过调节天然气的提取速度可以达到控制储层压力的目的，进而达到控制水合物分解的效果。降压法最大的特点是不需要昂贵的连续激发，因而其可能成为今后大规模开采天然气水合物的有效方法之一。

微波与无线电波、红外线、可见光一样都是电磁波，微波是指频率为3OOMHz-300KMHz的电磁波，即波长在1米到1毫米之间的电磁波。当微波在传输过程中遇到不同材料时，会产生反射、吸收和穿透现象，微波对不同材料有不同的穿透率，对金属几乎全反射，而对玻璃、陶瓷、聚四氟乙烯、聚丙烯塑料之类则几乎全透过，对于其他物质，渗透深度随波长的增大而变化，换言之，它与频率有关，频率越高，波长越短，其穿透力也越弱。

微波具有独特的加热性能，其加热与其他的加热方式不同，热量从介质内部产生，温度场比较均匀，具有许多优点，因此现在已经广泛应用于食品、医药等行业。已经证明，微波是一种很好的加热手段。实验证明微波可以加快天然气水合物分解，而且加热的效果比常规加热好，操作也比较简单，微波可以用来对天然气水合物进行开采。利用微波加热天然气水合物储层可以避免其他注热方式在井口到井底部分的热损失。

模拟试验是实际开采的基础，通过模拟试验可验证天然气水合物微波加热开采时针对不同的温度、压力、天然气水合物饱和度等其他因素，开采过程参数，因此本实用新型提出一种微波开采天然气水合物模拟装置。

发明内容