[发明专利]一种天然气水合物井下试采工艺管柱

说明书

本发明公开了一种天然气水合物试采工艺管柱，由防砂系统、井下监测系统、电加热系统、井下气体分离系统和电泵举升系统组成。所述防砂系统通过防砂筛管对水合物产出物的砂进行控制；所述井下监测系统通过温压监测器实现对井下介质温度和压力的实时监测，通过温压监测电缆将井下数据传输到井口；所述电加热系统位于温压监测器上部，实现对井下介质和地层的加热，提高井下介质的温度，解决水合物在井筒中的二次生成，同时实现对地层的加热；所述井下气体分离系统实现井下气体和液体的高效分离。本发明通过高效气体分离系统和井下电加热系统，实现水合物安全可靠的试采作业，该工艺管柱具有施工安全、可靠性高、操作性强、工序简单、施工方便等特点。

技术领域

本发明涉及新能源油气资源开发技术，特别涉及一种天然气水合物井下试采工艺管柱。

背景技术

天然气水合物因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”。1立方米的可燃冰在常温常压下释放164立方米的天然气及0.8立方米的水。天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境。全球天然气水合物的储量是现有天然气、石油储量的两倍，具有广阔的开发前景。

目前在海上领域成功进行过的水合物试采工艺为降压+加热法水合物试采工艺和固态开采方法，其中降压+加热法水合物试采工艺在试采中就发现以下问题：出砂、高含气、低含水和水合物二次生成等问题，针对上述问题，开发了一种新型的天然气水合物试采工艺管柱。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种天然气水合物井下试采工艺管柱，通过将防砂系统、井下监测系统、电加热系统、井下气体分离系统和电泵举升系统结合起来，实现天然气水合物在井筒中举升的流动保障，确保天然气水合物试采的安全可靠。

本发明所采用的技术方案是：一种天然气水合物试采工艺管柱，包括由外向内的套管、防砂筛管、悬挂封隔器和生产管柱，所述生产管柱包括同心布置的大油管和小油管，所述大油管的下端连接Y接头，所述Y接头的下端第一端口连接潜油电泵、第二端口连接工作筒，所述工作筒通过排气油管连接高效气体分离器；所述小油管的下端与所述工作筒对接配合；

所述高效气体分离器的出气口与所述排气油管相连通，所述排气油管与所述小油管相连通，使得通过所述高效气体分离器分离后的气体通过所述小油管排出；所述高效气体分离器的出液口与套管环空相连通，使得通过所述高效气体分离器分离后的液体流经位于套管环空内的所述潜油电泵并通过所述潜油电泵的增压后通过所述大油管和小油管之间的环空排出。

进一步地，所述生产管柱上、位于防砂段位置设置有电加热器，所述电加热器通过电加热电缆与上位机相连接，实现对井下介质和地层的加热。

进一步地，所述生产管柱上、位于所述生产管柱底部带孔圆堵的上方设置有温压监测器，所述温压监测器通过温压监测电缆与上位机相连接，实现对井下介质的温度和压力的实时监测。

进一步地，所述生产管柱通过下定位密封与所述悬挂封隔器对接配合，所述高效气体分离器位于所述下定位密封的上部，实现井下气体和液体的分离。

进一步地，所述小油管的下端通过上定位密封与所述工作筒对接配合。

本发明的有益效果是：

1.井下气体分离系统实现井下气体的高效分离，分离效率达到90以上；

2.井下电加热系统可以实现对地层的加热，能提高井筒附近的温度，防止水合物在近井地带由于温度过低产生二次水合物，同时能持续的给地层供热；

3.排采工艺方面采用同心双管的设计，水通过大小油管环空排出，气体通过小油管排出。

附图说明

图1：本发明天然气水合物井下试采工艺管柱的结构示意图。