天然气水合物钻采一体化模拟实验系统及降压法开采初步实验

作     者：刘昌岭 李彦龙 刘乐乐 胡高伟 陈强 吴能友 孟庆国 Liu Changling;Li Yanlong;Liu Lele;Hu Gaowei;Chen Qiang;Wu Nengyou;Meng Qingguo

作者机构：自然资源部天然气水合物重点实验室·青岛海洋地质研究所266071 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室266071 

出 版 物：《天然气工业》 (Natural Gas Industry)

年 卷 期：2019年第39卷第6期

页      面：165-172页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0815[工学-水利工程] 0813[工学-建筑学] 082002[工学-油气田开发工程] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金青年科学基金项目(编号:41606078、41876051) 国土资源部中国地质调查局科研项目“天然气水合物测试技术与模拟实验”(编号:DD20160216) 

主　　题：天然气水合物 模拟实验系统 钻采一体化 实时监测 降压法开采 CO2水合物 产出规律 电阻层析成像 

摘      要：现有的天然气水合物(以下简称水合物)开采技术实验研究通常在较小尺寸的模拟实验装置中进行,由于反应釜样品尺寸较小,导致明显的边界效应且实验结果难以在现场中得到应用,因而研发大尺寸水合物综合开采实验系统刻不容缓。为此,针对我国南海神狐海域泥质粉砂型水合物储层,基于降压法开采思路和工艺流程,研发了一套水合物钻、采一体化模拟实验系统,主要包括主体高压装置、钻采一体化、气液供给、围压加载、回压控制、气液固分离及在线监测、温度控制、数据测控与后处理等模块;利用该系统进行了冰点附近CO2水合物初步开采模拟实验;基于实验结果建立了数据获取及分析的基本流程,初步获得了在降压法开采CO2水合物过程中储层的温度、压力场变化以及产气、产水规律。实验结果表明:①该实验系统可模拟实际地质条件制备接近海洋水合物储层的样品,通过电阻层析成像技术实时监测水合物成藏与分布情况;②该实验系统还可模拟钻井、降压开采工艺与过程,实时监测出砂与管道流动等过程中产气量、产水量、产砂量、温度、压力等多个物理参数的变化情况,实现试采全过程的实验模拟。结论认为:①在出口压力一定的情况下,CO2水合物的产气、产水速率具有很大的波动性;②CO2水合物分解过程中储层温度分布不均匀,最大的温度降幅为5℃,表明水合物分解呈现出非均一性与随机性。