[发明专利]孔隙流体采集装置、模拟开采天然气水合物的装置及方法

说明书

本发明涉及天然气水合物开采，具体公开了一种孔隙流体采集装置，包括依次连接的用于伸入水合物储层采集孔隙流体的采集管(11)、旋塞(14)、采集腔(12)和导出管(13)，所述旋塞(14)与所述采集腔(12)相配合以控制所述采集管(11)与所述采集腔(12)的通断，所述采集管(11)和导出管(13)上分别设有阀门。此外，本发明还涉及一种模拟开采天然气水合物的装置及方法。本发明的采集装置能够采集水合物储层的孔隙流体，同时维持实验所模拟的水合物储层的压力。

技术领域

本发明涉及天然气水合物开采，具体地，涉及一种孔隙流体采集装置。此外，本发明还涉及一种模拟开采天然气水合物的装置及方法。

背景技术

天然气水合物是指天然气与水在特定温度和压力条件下生成的一种笼型晶体物质，似冰雪状，因其可以点燃，故俗称为“可燃冰”。随着能源短缺加剧，天然气水合物逐步引起了国内外科学家的关注，并进行了相关的勘探、开采与实验研究。作为一种高密度能源，它分布广、储量大和埋藏浅，成为21世纪理想的替代能源。

目前，天然气水合物的开采方法主要有降压法、热激发、化学试剂法以及这三种方法的综合应用，其基本思路是人为的打破天然气水合物存在的温压平衡条件，使天然气水合物发生分解，然后将天然气采至地面，但是这些方案会有可能导致海底滑坡或者沉降等问题。

因此，最近基于置换原理的二氧化碳置换开采天然气水合物的技术越来越引起人们的重视，通过二氧化碳将天然气水合物中的天然气置换出来，得到二氧化碳水合物与天然气，这样既可以实现天然气水合物的开采，又可以实现二氧化碳地下封存，减小温室效应。

由于天然气水合物进行现场实验研究较为复杂，目前有关二氧化碳置换开采天然气水合物的实验研究主要为室内实验模拟，通过模拟实验，确定更加合适的开采工艺，进而指导现场的勘查开发。但是，目前的实验装置难以满足目前二氧化碳置换开采天然气水合物的研究需要，其只能得到反应起始点和反应截止点处的孔隙流体的组分，无法在置换过程中采集孔隙流体，进而无法反映置换过程中天然气水合物的动态变化及分解过程，对现场开采的指导意义较小。

有鉴于此，需要设计一种新型的实验装置。

发明内容

本发明第一方面所要解决的技术问题是提供一种孔隙流体采集装置，该采集装置能够采集水合物储层的孔隙流体，同时维持实验所模拟的水合物储层的压力。

本发明第二方面所要解决的技术问题是提供一种模拟开采天然气水合物的装置，该装置可进行二氧化碳置换天然气水合物的模拟开采，该装置中的孔隙流体采集装置能够采集各位置的水合物储层的孔隙流体，同时维持实验所模拟的水合物储层的压力。

本发明第三方面所要解决的技术问题是提供一种模拟开采天然气水合物的实验方法，该实验方法能够反映二氧化碳置开采天然气水合物的过程中，天然气水合物的动态变化及分解过程。

为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供一种孔隙流体采集装置，包括依次连接的用于伸入水合物储层采集孔隙流体的采集管、旋塞、采集腔和导出管，所述旋塞与所述采集管相配合以控制所述采集管与所述采集腔的通断，所述采集管和导出管上分别设有阀门。

具体地，所述旋塞与所述采集腔可转动连接，所述旋塞和采集腔设有通孔，所述采集腔的通孔与所述旋塞的通孔相对时，所述采集管与所述采集腔处于连通状态，所述采集腔的通孔与所述旋塞的通孔错开时，所述采集管与所述采集腔处于断开状态。