[发明专利]一种天然气水合物快速合成方法及设备

说明书

本发明公开了一种天然气水合物快速合成方法及设备，该合成方法包括以下步骤：确定待开发研究储层的物质构成及物性特征，并预备好对应的储层沉积物骨架组成材料和天然气水合物合成材料；将预备好的组成材料加入反应装置内，并按设定要求进行初步处理形成储层沉积物骨架；将用于合成反应的合成材料按照设定要求加入反应装置内，并调整反应装置内各项参数；静置一段时间，反应装置内的合成材料快速进行合成反应并生成天然气水合物；待反应完成，反应装置内快速合成的天然气水合物赋存在储层沉积物骨架中形成模拟天然气水合物储层。本发明合成效率高。

技术领域

本发明涉及天然气水合物合成技术领域，具体地涉及一种天然气水合物快速合成方法及设备。

背景技术

天然气水合物是由较小分子量的气体分子，主要以甲烷为主，在高压低温条件下与水分子形成的类似于冰的笼形晶体化合物。其储量大、能量密度高、燃烧清洁，被认为是21世纪理想的清洁能源。我国南海天然气水合物储量丰富，储层沉积物主要为未成岩的泥质粉砂或粉砂质泥。常规取心会破坏天然气水合物稳定赋存条件，保压保温取心比较困难，储层物性认识不清，极大制约天然气水合物开发规律研究。天然气水合物宏观上其赋存形式包括分散状，块状，脉状等，微观上根据水合物与沉积物接触关系可以分为孔隙充填型，骨架支撑型，胶结型等。不同赋存类型，不同饱和度天然气水合物储层物性存在差异。实现非成岩沉积物中天然气水合物高效合成，制备接近地层真实情况的试样，是开展天然气水合物储层基础物性、开发规律研究的基础。

含天然气水合物试样人工合成目前主要有以下几种方法：第一种，将水和沉积物先混合压制成试样，向试样中注入天然气，改变温度压力条件下，合成天然气水合物；第二种，先将沉积物压制成试样，向试样中注入溶解有天然气的液体，改变温度和压力条件，制备天然气水合物；第三种，将沉积物同预制的含天然气水合物的碎冰混合，压制后控制温度压力条件，形成水合物试件。此外有用四氢呋喃代替天然气合成水合物，四氢呋喃水合物与天然气水合物物性较为相似，更容易制备。目前天然气水合物合成存在的问题包括，合成速率慢，大尺寸天然气水合物试件制备时间长；先合成的天然气水合物可能会堵塞孔隙气液运移通道，导致天然气水合物分布不均；天然气在水中溶解度较低，难以合成高饱和度天然气水合物；较少考虑天然气水合物饱和度影响，饱和度计算缺乏高效方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合成效率高的天然气水合物快速合成方法及设备。

本发明公开的一种天然气水合物快速合成方法及设备采用的技术方案是:

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种天然气水合物快速合成方法，所述合成方法包括以下步骤：

确定待开发研究储层的物质构成及物性特征，并预备好对应的组成材料和合成材料；

将预备好的组成材料加入反应装置内，并按设定要求进行处理形成储层沉积物骨架；

将用于合成反应的合成材料按照设定要求加入反应装置内，并调整反应装置内各项参数；

静置一段时间，反应装置内的合成材料快速进行合成反应并生成天然气水合物；

待反应完成，反应装置内快速合成的天然气水合物赋存在储层沉积物骨架中形成模拟天然气水合物储层。

作为优选方案，所述步骤确定待开发研究储层的物质构成及物性特征，并预备好对应的组成材料和合成材料具体包括：

确定储层沉积物骨架的设定外观体积，确定构成模拟天然气水合物储层的组成材料和合成材料的类型、比例和密度，确定模拟天然气水合物储层的设定孔隙度，确定模拟天然气水合物储层赋存的天然气水合物的饱和度；

根据上述条件计算出合成反应所需沉积物总用量、液体总用量、以及气体总用量。

作为优选方案，所述步骤将预备好的组成材料加入反应装置内，并按设定要求进行处理形成储层沉积物骨架具体包括：