[发明专利]一种基于记忆合金材料开采海洋浅层天然气水合物的方法

摘要

本发明属于天然气水合物商业化开采领域，提供一种基于记忆合金材料开采海洋浅层天然气水合物的方法。主井与两口副井在水合物储层的扩孔区通过中靶导向系统进行联通。副井井口分别连接有太阳能收集装置、电磁加热装置。副井水平段的井壁上均匀分布有插入天然气水合物储层的记忆合金材料，开采前期记忆合金材料贴附在开采井上。在开采后期阶段，太阳能装置与电磁加热装置同时加热。经过疏水性处理的记忆合金材料受热能够扩展成开放状态，表面会产生的大量的气化核心，达到将热量传递至水合物开采区，使得加热所波及的范围显著提高；另外加热过程中气泡的运动会使主流区的流体重新占据汽泡所处的位置，从而实现强化传热的目的，达到定区域加热效果。

主权项

1.一种基于记忆合金材料开采海洋浅层天然气水合物的方法，其特征在于，步骤如下：(1)对记忆合金材料进行前期的机械训练，使得记忆合金材料的相平衡温度与开采水合物区的温度条件吻合；将记忆合金材料加工成具有双程记忆效应的微肋片状，并将记忆合金材料表面进行疏水、防结垢处理；(2)将经过机械训练后的微肋片状的记忆合金材料均匀、有间隔、周向布置在副井的水平段；结合水合物储层的岩性特征，在预选区域使用钻井设备完成主井与副井的钻进；副井分为水平段和竖直段，主井与两口副井的水平段在主井扩穴处进行对接并连通，主井与副井在储层中整体呈“山”字形结构布置，主井位于两副井之间；太阳能收集装置一端依次连接流量计、温度表和截止阀与一副井井口，其中温度表与流量计均进一步与智能温压监测装置连接；另一副井井口过流量计、温度表和截止阀门后连接电磁加热装置，其中温度表与流量计均进一步与智能温压监测装置连接；两副井水平段均连接有温度监测装置，将收集到的温度信号传输至智能温压监测装置；智能温压监测装置将收集到的温度信号经过处理反馈至电磁加热装置与太阳能收集装置前安装的截止阀，进而控制截止阀开启与闭合；(3)开采前期，采用降压技术进行开采；储层中的分解的带有液体的天然气，通过副井水平段进行收集；收集的天然气在主井扩穴处进行汇集，通过主井向平台进行集中输送；主井井口依次连接气液分离装置、干燥过滤装置、压缩装置、流量计、截止阀和耐高压储存罐，完成对天然气气体的收集；(4)当智能稳压监测装置收集到使用降压技术达到开采极限信号时，开启副井井口处连接的太阳能收集装置，将太阳能收集装置收集到的热量通过副井输送至两口副井水平井段；水平段的记忆合金材料受热达到机械训练前的相平衡温度时，整个水平段呈微肋状；具有一定延展性的记忆合金材料插入到开采区域的水合物层；当智能稳压监测系统，检测到水平段温度达到记忆合金材料特定相变温度后，开启电磁加热装置，使之与太阳能收集装置同时进行加热；通过智能温压监测装备时刻监测加热区域的热流密度变化；(5)关闭两副井，储层内的天然气水合物受热分解，携带有液体的天然气在主井扩穴处进行汇集，通过主井向平台进行集中输送；气体收集完成后利用运输船将天然气运输到用户区。