[发明专利]一种开采冻土区天然气水合物的方法与装置

摘要

近年来随着经济的发展，对能源的需求不断加大，天然气水合物开采价值也逐渐显得尤为重要。其开采方法和技术不断改进与完善中。本发明提供一种开采冻土区天然气水合物的方法与装置。本方法与装置通过压裂技术使得增大反应接触面积，提高开采效率和开采率。N2密度比天然气大，当注入井中，有效地排出水合物分解出的天然气。本方法为开采天然气水合物提供一种行之有效的方法。

主权项

一种开采冻土区天然气水合物的方法与装置，方法中采用的装置包括：N2补充车（1）；气体控制阀（2）；N2液化装置（3）；液化N2储存罐（4）；天然气储存罐（5）；天然气过滤装置（6）；气体分离装置（7）；压缩机（8）；数据采集和处理系统（9）；探测仪器（10）；开采井（11）；水平井（12）；注入井（13）；堵头装置（14）；压缩机（15）；井口密封装置（16）；压裂裂层（17）；天然气水合物层（18）。开采特征在于其步骤:①开采初期堵塞堵头，开采井井口压缩机工作抽出井中因压裂裂缝分解出的天然气，此时在开采井、水平井以及注入井下段形成一真空度，此时随着压强的降低，天然气水合物大量分解，其产物不断被压缩机抽出，探测仪器将井中的压强和温度数据传入数据采集和处理系统，通过天然气P‑V‑T气体方程得出与设定状态压强值的差值；②当这一差值超过设定上限时，其采出井井口压缩机停止工作，注入井堵头装置打开，此时液化N2储存罐出口阀门打开，N2气化后通过注入井井口压缩机将其注入井中；③随着N2的注入井内的压力逐渐恢复初始，直到初始压强时，液化N2出口阀门关闭，堵头装置关闭；④由于N2密度比天然气密度大，当N2注入井中时可以最大额地排出井中天然气；⑤当井中压力恢复到初始压力时，采出井井口压缩机开始工作，此时又开始进入步骤①；⑥采出的混合气体进入气体分离装置加工后，分离出的天然气经过天然气过滤装置后即可收集在天然气储存罐里供用户使用；⑦分离出的N2液化装置后液化，储存在N2液化罐中以备循环利用。