[发明专利]一种基于热管技术的天然气水合物开采方法及装置

权利要求书

1.一种基于热管技术的天然气水合物开采方法，其特征在于，包括步骤：

初期采用降压方式进行开采，所述天然气水合物储层(8)内的水合物降压分解产生天然气，携带有液体组分的天然气流动至采出井水平段(13)，接着经采出井竖直段(12)、采出井井口(14)输送至气液分离器(15)，从而获得所需产品甲烷气；

当天然气水合物储层(8)压力降至储层温度所对应水合物相平衡压力的15％以下时，启动太阳能热化学储能系统进行供热，即通过所述的太阳能热分解反应器(1)吸收太阳能使热化学储能工作介质受热分解，获得的产物与回流的介质在太阳能热交换器(2)中进行热量交换，然后经分离储存器(3)、注入井井口(5)和注入井竖直段(6)，输送至注入井水平段(10)中的热化学放热反应器(11)中进行化学反应，放出热量促使水合物分解；

太阳能热化学储能工作介质在所述的热化学放热反应器(11)中发生化学反应并放出热量后，反应产物经采出井竖直段(12)、采出井井口(14)输送至干燥净化器(17)，净化处理后依次由分离储存器(3)、太阳能热交换器(2)回流至太阳能热分解反应器(1)，完成循环；

天然气水合物储层(8)内的水合物受热分解产生天然气，携带有液体组分的天然气流动至采出井水平段(13)，经采出井竖直段(12)、采出井井口(14)输送至气液分离器(15)，从而获得所需产品甲烷；

天然气水合物开采装置，包括：海洋天然气水合物开采系统、太阳能热化学储能系统和气液分离器(15)；

海洋天然气水合物开采系统，包括延伸至天然气水合物储层(8)的注入井和采出井，所述注入井包括注入井竖直段(6)和位于天然气水合物储层中的注入井水平段(10)，所述注入井竖直段(6)和注入井水平段(10)连接；所述采出井包括采出井竖直段(12)和位于天然气水合物储层中的采出井水平段(13)，所述采出井竖直段(12)与采出井水平段(13)或注入井水平段(10)连接；

太阳能热化学储能系统，包括设置在海上浮动平台(16)上的太阳能热分解反应器(1)、太阳能热交换器(2)、分离储存器(3)和热化学放热反应器(11)，用于向天然气水合物储层(8)提供开采所需的热量；所述太阳能热分解反应器(1)与太阳能热交换器(2)、分离储存器(3)顺次连接；所述分离储存器(3)的下端出口与太阳能热交换器(2)连接；所述分离储存器(3)与注入井井口(5)连接；所述热化学放热反应器(11)设置在注入井水平段(10)中。

2.根据权利要求1所述基于热管技术的天然气水合物开采方法，其特征在于，所述的热化学放热反应器中发生化学反应时的温度为300～800℃。

3.根据权利要求1所述基于热管技术的天然气水合物开采方法，其特征在于，所述的采出井水平段(13)设置有气液收集套管，用于收集分解产生的甲烷气。

4.根据权利要求1所述基于热管技术的天然气水合物开采方法，其特征在于，所述的太阳能热化学储能系统中的工作介质是氨、金属氢化物、金属氧化物、水合盐或氢氧化物。

5.根据权利要求1所述基于热管技术的天然气水合物开采方法，其特征在于，所述的气液分离器(15)布置在海上浮动平台(16)上，包括进料口(18)、出气端(19)及出液端(20)。

6.根据权利要求1所述基于热管技术的天然气水合物开采方法，其特征在于，所述的热化学放热反应器(11)布置在注入井水平段(10)，包括催化剂体系(21)、电加热装置(22)、温度监控装置(23)及强化传热装置(24)，其中催化体系(21)位于水平井段内部，电加热装置设置(22)在水平井段上，强化传热装置(24)由水平境内向外辐射延伸至地层中，温度监测装置(23)设置在催化体系和强化传热装置上。

7.根据权利要求1所述基于热管技术的天然气水合物开采方法，其特征在于，所述采出井水平段(13)位于开采井水平段(10)上方且靠近上覆盖层(7)。

8.根据权利要求7所述基于热管技术的天然气水合物开采方法，其特征在于，所述上覆盖层(7)为非渗透地层。