[发明专利]一种基于热管技术的天然气水合物开采装置及方法

权利要求书

1.一种基于热管技术的天然气水合物开采装置，其特征在于，包括若干延伸至天然气水合物储层(5)的开采井和采出井，各个开采井包括开采井竖直段(4)和位于天然气水合物储层(5)中的开采井水平段(7)，所述采出井包括采出井竖直段(11)和位于天然气水合物储层(5)中的采出井水平段(9)，位于采出井竖直段(11)的采出井井口(12)处连接设置有气液分离器(13)，所述开采井水平段(7)的井壁上呈放射状均匀设置有若干伸入天然气水合物储层(5)的热管(8)。

2.根据权利要求1所述的基于热管技术的天然气水合物开采装置，其特征在于，所述的热管(8)采用柔性热管或伸缩式热管。

3.根据权利要求1所述的基于热管技术的天然气水合物开采装置，其特征在于，所述开采井水平段(7)的井壁上沿长度方向均匀间隔的设置有若干热管组，各个热管组均由位于开采井水平段(7)的同一横截面上的若干热管(8)沿井壁周向呈放射状均匀分布组成。

4.根据权利要求3所述的基于热管技术的天然气水合物开采装置，其特征在于，各个热管组中相邻两根热管(8)之间的夹角为30°～45°。

5.根据权利要求3所述的基于热管技术的天然气水合物开采装置，其特征在于，相邻两个热管组的间距为4～8米。

6.根据权利要求1所述的基于热管技术的天然气水合物开采装置，其特征在于，所述的开采井和采出井内分别设置有开采井温压检测器、采出井温压检测器。

7.根据权利要求1所述的基于热管技术的天然气水合物开采装置，其特征在于，所述的天然气水合物储层(5)处于上覆地层(2)和下覆地层(6)之间。

8.根据权利要求1所述的基于热管技术的天然气水合物开采装置，其特征在于，所述采出井水平段(9)位于开采井水平段(7)上方且靠近上覆地层(2)。

9.一种基于权利要求1至7中任一项所述开采装置的天然气水合物开采方法，其特征在于，包括步骤：

初期采用降压方式进行开采，天然气水合物储层(5)内的水合物降压分解产生天然气，携带有液体组分的天然气流动至采出井水平段(9)，接着经采出井竖直段(11)输送至气液分离器(13)，从而获得所需产品甲烷气；

当天然气水合物储层(5)压力降至储层温度所对应水合物相平衡压力的15％以下时，通过开采井井口(1)注入热流体，所述热流体经开采井竖直段(4)流动至开采井水平段(7)后，由热管(8)将热量均匀传递至天然气水合物储层(5)，促使水合物分解；

封闭开采井井口(1)和采出井井口(12)，控制开采井和采出井内的温度和压力；

天然气水合物储层(5)内的水合物受热分解产生天然气，携带有液体组分的天然气流动至采出井水平段(9)，经采出井竖直段(11)输送至气液分离器(13)，从而获得所需产品甲烷气。

10.根据权利要求9所述的天然气水合物开采方法，其特征在于：所述热流体采用热水、热蒸汽或热乙二醇，温度范围为80℃～120℃。