[实用新型]基于多分支孔技术模拟开采水合物的反应釜

说明书

本实用新型公开一种基于多分支孔技术模拟开采水合物的反应釜，包括反应釜筒体以及与反应釜筒体通过紧固螺栓连接的法兰，反应釜筒体与法兰密封连接并形成一反应腔室，反应腔室内设置有中心主井网、顶部气室、填砂层和底部气室；填砂层位于顶部气室和底部气室之间，在填砂层的上下两端设置有透气不透水薄膜，中心主井网的一端延伸至填砂层，另一端伸出反应釜筒体，沿中心主井网的高度方向设置有多层分支井，所述分支井与中心主井网轴向垂直；通过采用在中心主井网的侧向开孔的方式向四周布设多分支孔，由中心主井网带动分支孔共同降压进行水合物开采，有效增大水合物储层泄流面积，能够为实现水合物的高效开采、产能评价、开发方案和工艺设计优化提供理论基础。

技术领域

本实用新型属于海洋天然气水合物资源开发实验研究领域，具体涉及一种基于多分支孔技术模拟开采水合物的反应釜，为建立新型的水合物开采增产技术提供模拟实验平台。

背景技术

已有调查结果表明，天然气水合物资源量巨大，预估储量至少是传统石油天然气总和的2倍。全球99％的天然气水合物资源赋存于海洋中，因此建立高效可靠的海洋天然气水合物试采技术是实现资源商业化利用的关键。截至目前，日本和中国先后三次实施了海域天然气水合物资源试采，均是以单一垂直井降压开采为基础进行的工艺设计。

但是，通过三次试采也暴露出严重的效率问题，目前的单一井降压所获取的产气量，即使在中粗砂储层中也难以满足商业化的需求，因此必须开发新的增产工艺。目前多分支孔多在每层瓦斯、煤层气、页岩气和常规油气中使用，比如，授权公告号为【CN104196527B】的发明专利公开的多分支井产能模拟系统与多分支井产能模拟实验方法、授权公告号为【CN103437705B】的发明专利公开的本煤层瓦斯抽采多分支孔定向、快速成孔装置以及授权公告号为【CN207080216U】的新型专利公开的多分支井产能试验装置等也都服务于油气、煤层气开采等领域。

与常规油气开采领域不同，在海洋天然气水合物资源开发研究领域，由于其所应用领域、高压低温环境、水合物试采模拟实验工艺方法等的不同，多分支孔设计及应用也受到很多限制。本实用新型基于多分支孔技术创造性的提出一种模拟开采水合物的反应釜，当井筒进入水合物储层后，通过侧向开孔的方式向四周布设多分支孔，通过主井筒带动分支孔共同降压进行水合物开采，其优势是多分支孔能够增大水合物储层泄流面积，从而提升产量，可为水合物的高效开采、产能评价、开发方案和工艺设计优化提供理论基础。

实用新型内容

本实用新型提出一种基于多分支孔技术模拟开采水合物的反应釜，通过采用在中心主井网的侧向开孔的方式向四周布设多分支孔，以有效增大水合物储层泄流面积，从而提升产量，能够为详细了解海域水合物多分支孔开采效率、生产特征等提供详实的实验数据。

本实用新型是通过以下方案实现的，基于多分支孔技术模拟开采水合物的反应釜，包括反应釜筒体以及与反应釜筒体通过紧固螺栓连接的法兰，反应釜筒体与法兰密封连接并形成一反应腔室，反应腔室内设置有中心主井网、顶部气室、填砂层和底部气室，填砂层位于顶部气室和底部气室之间，在填砂层的上下两端设置有透气不透水薄膜，采用上下双薄膜设计可有效防止填砂层及内部储水穿透，结合顶部气室和底部气室保证甲烷气体大面积从下向上渗透，使气水接触面积更大，加快水合物生成速率，所述中心主井网竖直设置在反应腔室的中间部位，中心主井网的一端延伸至填砂层，另一端伸出反应釜筒体，沿中心主井网的高度方向设置有多层分支井安装孔，分支井安装孔上对应的设置有分支井，分支井的长度、射孔尺寸、射孔位置、射孔类型可根据实验设计，分支井与中心主井网采用快插式O型圈密封，可快速更换分支井，所述分支井与中心主井网轴向垂直，所述反应釜内均匀布设有若干个测试点，所述测试点处安装有压力传感器、温度传感器和电阻测试电极，用于实现对测试点处的流体状态(水、气、水合物)的检测判断，压力传感器、温度传感器和电阻测试电极均安装在同一个接头内，方便定位、安装与维护。