[发明专利]一种利用CO2和H2的混合气体开采天然气水合物的方法

权利要求书

1.一种利用CO₂和H₂的混合气体开采天然气水合物的方法，包括如下步骤：

首先采用降压开采方式采出天然气水合物矿藏中的游离气，直至天然气水合物矿藏的压力降至水合物矿藏温度对应的平衡压力或该平衡压力之上5％-10％，然后向天然气水合物沉积层注入CO₂和H₂的混合气A，使天然气水合物发生分解，置换得到CH₄和水；

通过降压开采方式采出由置换释放出的CH₄和天然气水合物沉积层中剩余的混合气A形成的混合气B；

将混合气B通过水蒸汽重整，得到CO₂和H₂的混合气C；

将混合气C分离，获得氢气，以及CO₂和H₂的混合气D；

将混合气D循环注入天然气水合物沉积层，继续开采天然气水合物。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述混合气A中CO₂和H₂的摩尔比为2:8-5:5。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述混合气A中CO₂和H₂的摩尔比为2:8。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述混合气D中CO₂和H₂的摩尔比为2:8-5:5。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述混合气A和混合气D的注入压力控制在地层压力以上。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述混合气A和混合气D在采出的混合气B中CH₄的摩尔分率低于5％时停止注入。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于：混合气A通过以下途径获得：开始开采天然气水合物时，先采用降压开采方式开采，采出的甲烷通过水蒸汽重整转化成CO₂和H₂的混合气，以该混合气直接作为混合气A使用，或者将该混合气分离出部分氢气后再作为混合气A使用。

8.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于：所述降压开采方式开采的开采压力为降至水合物矿藏温度对应的平衡压力或该平衡压力之上5％-10％。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，混合气C分离的工艺包括膜分离、变压吸附、化学吸收中的一种或几种的组合。