申请/专利权人：大连理工大学

申请日：2022-10-27

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN115680573B

主分类号：E21B43/01

分类号：E21B43/01;E21B41/00;E21B43/08;E21B43/36

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2023.02.21#实质审查的生效;2023.02.03#公开

摘要：本发明属于天然气水合物开采技术领域，提出了基于热力学驱动力优化的天然气水合物开采装置及方法。该装置包括自动控制反馈系统、气液分离系统、含盐量测定系统、温度监测系统、防砂系统、压力监测系统。自动控制反馈系统与各探测系统之间进行实时数据传递与分析。自动控制反馈系统基于天然气水合物分解热力学驱动力优化开采方案，控制了天然气水合物的分解速率，避免了天然气水合物的不可控分解，提升了开采方案的商业应用潜力。

主权项：1.基于热力学驱动力优化的天然气水合物开采方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，在天然气水合物富集区进行储层改造和防砂作业，在开采井外设置固定管，并搭建基于热力学驱动力优化的天然气水合物开采装置；第二步，利用热力学驱动力优化的天然气水合物开采装置的含盐量测定系统3、温度监测系统4和压力监测系统6获得天然气水合物富集区初始含盐量、初始温度和初始压力数据，并传输至自动控制反馈系统1；自动控制反馈系统1根据天然气水合物富集区初始含盐量数据，计算得到富集区天然气水合物的相平衡数据，并根据富集区初始温度和压力数据，计算储层初始温度和压力状态点；第三步，设置初始产气压力为P0，控制初始降压速率为V0，打开集气泵和集水泵，开始进行初期的降压产气；第四步，所述含盐量测定系统、温度监测系统和压力监测系统每隔时间t测定一次储层孔隙中液体的含盐量、储层的温度以及压力，并将信号传输至自动控制反馈系统1；自动控制反馈系统1根据实时储层含盐量数据，计算得到实时富集区天然气水合物的相平衡数据，并根据温度监测系统和压力监测系统实时反馈的储层温度和压力数据，计算储层实时温度和压力状态点T，P与天然气水合物的实时相平衡曲线的法线距离L的具体数值；再计算天然气水合物分解热力学驱动力DF的具体数值；第五步，若DF等于0的时间超过t0，此时自动控制反馈系统1增大降压速率至V1维持时间t1，若DF仍为0，则进一步增大降压速率至V2；若DF大于0小于N1，自动控制反馈系统1则通过提升降压速率至V3或者降低产气压力至P1的方式，增加天然气水合物分解热力学驱动力；若DF大于N2，自动控制反馈系统1则通过降低降压速率至V4或者提升产气压力至P2的方式，降低天然气水合物分解热力学驱动力；通过自动控制反馈系统1的调控，将开采过程中天然气水合物分解热力学驱动力DF维持在N1～N2范围内；第六步，开采所产出的气液混合物经安装在海底的气液分离系统2进行分离，天然气经产气管道进入半潜式海洋平台，完成气体收集，海水从出水口排放进大海；第七步，结束开采；储层产气速率低于V5时，将开采井回收，完成开采作业。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 大连理工大学 基于热力学驱动力优化的天然气水合物开采装置及方法

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