[发明专利]基于多分支井的二次水合物形成监测与抑制系统及其方法

权利要求书

1.基于多分支井的二次水合物形成监测与抑制系统，其特征在于，包括多分支井开发系统、注入模块、温控模块、水合物反应釜、监测模块、产物收集模块以及数据采集单元，产物收集模块通过背压阀与水合物反应釜相连，多分支井开发系统设置在水合物反应釜内，注入模块、监测模块及产物收集模块均与数据采集单元相连；

所述多分支井开发系统包括中间主井眼以及与主井眼轴向垂直设置的多排分支水平井，且每一排分支水平井沿主井眼圆周方向均匀布设，在分支水平井的井壁上均匀设置有多个井孔，所述井孔由仅能让气体和水两种流体通过的烧结滤芯封堵；各个分支水平井的外壁上对应的设有水浴夹套，水浴夹套为一封闭系统，且在水浴夹套上与井孔相对应的位置镂空；水浴夹套还与一热水循环系统相连，所述热水循环系统包括顺次连接的水箱、恒温箱和液体循环泵；

所述水合物反应釜包括釜体及上釜盖，釜体与上釜盖通过法兰密封连接，水合物反应釜外还设置有外围腔，外围腔与温控模块相连，所述温控模块包括冷却液水箱及其控制阀，冷却液水箱通过循环管路与外围腔连通，以通过冷却液的注入与不断循环实现为水合物反应釜内系统温度的有效控制；

所述注入模块包括注气模块、注水模块及其对应的流量计，注气模块通过下部注气管线与水合物反应釜相连，注水模块通过上部注液管线与水合物反应釜相连；所述监测模块包括设置在各分支水平井内壁上每两个井孔间测点，所述测点位置设置有温度传感器、压力传感器、压差传感器及粘度传感器，实现对分支水平井内不同位置处二次水合物生成状态的实时监测；

所述数据采集单元用于采集并处理注入模块的流量计测量值、监测模块监测的分支水平井内各测点温度、压力与黏度值及两点间压差值、分支水平井外壁水浴夹套内水温、以及水合物反应釜分离后产出的气体、液体流量数据。

2.基于权利要求1所述的基于多分支井的二次水合物形成监测与抑制系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、二次水合物形成监测：

(1)分段检查二次水合物形成监测与抑制系统各组成部分密封性，确认密封性完好，关闭水合物反应釜底部卸荷阀，将多分支井开发系统固定于水合物反应釜内；

(2)往水合物反应釜内填砂，遵循分层填砂并不断压实的原则，直至完全填满为止，盖上釜盖，并用法兰密封固定，连接二次水合物形成监测与抑制系统各组件至数据采集单元；

(3)关闭各分支水平井的出口阀门、分支水平井外部水浴夹套的注热阀门，打开注入模块的注液阀门，往水合物反应釜内注满水，随后打开注气阀门，往反应釜内注入甲烷气，直至达到既定压力；

(4)使与水合物反应釜外围腔连通的控制阀与大气相通，往外围腔内注入低温冷却液，直至注满后，将控制阀拧至与冷却液水箱循环回路相连，循环冷却液，为水合物反应釜降温至少120小时，若期间水合物反应釜内压力下降，需重新往水合物反应釜内补注甲烷气至既定压力；

(5)待水合物反应釜内温度、压力稳定24小时后，打开至少两个不同位置处的水平分支井，调节背压阀至既定压力，对水合物反应釜内形成的水合物进行降压分解，利用分支水平井内采集的温度、压力、黏度与压差数据分析判断分支井内是否有二次水合物生成，与此同时，对水箱内液体提前预热至既定温度；

(6)当观察到分支井内测量的温度、黏度开始升高，且压力传感器测量值开始降低、某两测点压差升高时，则证明分支井内有二次水合物生成，计量自二次水合物生成以后30min内分支水平井产物经分离后的气体与水产出量变化；若气体产出量与水产出量明显变小，且分支井内压力仍不断升高，则进一步表明分支井内存在二次水合物生成、甚至堵塞了井内流通通道；

B、二次水合物形成抑制：

打开分支水平井外水浴夹套的注入阀门，通过热水循环系统对分支水平井进行注热水循环升温，并计量升温过程中分支水平井内温度、压力、压差、黏度变化规律，以及产物经分离后的气体与液体产出量变化规律，通过不断升高循环热水温度实现对二次水合物形成的不同程度抑制。