[实用新型]一种模拟注入CO2与生石灰粉开采天然气水合物实验装置

说明书

本实用新型涉及一种模拟注入CO₂与生石灰粉开采天然气水合物实验装置。该装置主要由CO₂供气罐、注气泵、生石灰粉漏斗、釜体、模拟套管、模拟油管、封隔器、温度感应器、人工天然气水合物、温控装置、回压控制装置、天然气集气罐、气体成分感应计、采气流量计和数据收集处理与控制系统构成，所述釜体、人工天然气水合物、模拟套管和模拟油管用于模拟天然气水合物地层与井筒，温控装置和回压控制装置用于模拟地层条件，通过数据收集处理与控制系统监控整个实验过程，本实用新型结构简单、操作方便，能接近真实地层条件地研究注入CO₂与生石灰粉开采天然气水合物的方法，利用该装置能够研究CO₂与生石灰粉合适的注入量，以提高注采效率。

技术领域

本实用新型涉及天然气水合物开采技术领域，更具体地涉及一种模拟注入CO₂与生石灰粉开采天然气水合物实验装置。

背景技术

天然气水合物又称“可燃冰”，是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。天然气水合物储量极其丰富，全球分布广泛，被视为未来石油、天然气等常规能源的有效替代能源，具有极高的资源价值，世界各国对天然气水合物的勘探开发研究越来越多，也越来越重视。

低温和高压是天然气水合物形成的基本条件，0℃时，只需约30个大气压就可生成天然气水合物。压力越大，天然气水合物就越不容易分解，温度越高，天然气水合物越容易分解。因此，开采天然气水合物的有效方式为升高温度或降低压力。基于升温和降压的开采思路，衍生出了三种传统的天然气水合物开采方法：热激发开采法、降压开采法和化学试剂注入开采法，然而采用单一的开采方法进行开发利用的效果有限且存在许多缺点，如热激发法热损失大、热利用率较低，降压法容易造成水合物的二次生成堵塞流动通道、对天然气水合物藏的温压平衡条件也有特殊要求，化学试剂注入法所需成本昂贵、促进天然气水合物的分解作用缓慢。由日本学者提出的CO₂置换开采法是目前比较流行的天然气水合物开采方法，但该技术仍不完善，CO₂置换利用效率低，排放的CO₂导致温室效应。中国发明专利CN101761326A 公布的一种二氧化碳置换开采天然气水合物模拟方法及实验装置，利用该实验装置可以研究二氧化碳置换开采天然气水合物的开采机理、开采动态和优化开采方式，提出了一种很好的实验研究方法，但是，单一的利用CO₂开采天然气水合物存在效率低、作用缓慢等缺点。中国发明专利CN106437653A公布的一种注生石灰和二氧化碳法的水合物开采及二氧化碳封存联合方法，先利用生石灰与水合物层中的水完全反应后，再注入二氧化碳置换天然气，形成二氧化碳水合物，保证水合物层地层稳定，但该方法停留于理论基础，没有进行实验验证，应该注入多少生石灰与二氧化碳才合适，生石灰与水合物层中的水反应，放出大量热量促进天然气水合物分解，是一个升温增压的过程，压力增大又会抑制天然气水合物的分解，注入的生石灰是否会完全反应掉，是否可以采用生石灰与二氧化碳同时注入的方式，以及边注边反应边产气的方式，该专利提出的注入生石灰和二氧化碳开采天然气水合物是一种很好的开采方式，但仍存在尚未解决的问题与缺点。因此，有必要采用模拟实验的方法，研究注入CO₂与生石灰粉开采天然气水合物，以实验结果为实际应用提供指导。

发明内容

为了进一步研究注入CO₂与生石灰粉开采天然气水合物的方法，本实用新型设计了一种模拟注入CO₂与生石灰粉开采天然气水合物实验装置，该实验装置模拟天然气水合物地层处于低温高压环境，并进行注入CO₂与生石灰粉开采实验，通过该实验可以研究同时注入CO₂与生石灰粉、边注边产气的可行性，研究CO₂与生石灰粉的注入量以维持稳定产气量。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：