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申请/专利权人：吉林大学

摘要：一种高效泥质粉砂型天然气水合物开采系统及其开采方法,属于天然气水合物开采领域，包括海上浮动平台、浆液搅拌模块、反应生产模块和产物收集模块，本发明采用A型和B型两种浆液对泥质粉砂型天然气水合物储层的连通性进行改造，拓宽储层内的气水渗流通道，增强气水渗流能力，保障储层在降压开采天然气水合物的过程中维持较好的气水渗流速率，避免储层渗流通道内冰和二次水合物的生成，解决降压法的长效性问题，实现对泥质粉砂型天然气水合物的高效开发。

主权项：1.一种高效泥质粉砂型天然气水合物开采方法，其特征在于：使用高效泥质粉砂型天然气水合物开采系统，该系统包括海上浮动平台（2）、浆液搅拌模块、反应生产模块和产物收集模块，浆液搅拌模块和产物收集模块位于漂浮于海面的海上浮动平台（2）之上，浆液搅拌模块和产物收集模块通过反应生产模块相连；所述海上浮动平台（2）通过锚索（18）与海底相连；所述浆液搅拌模块包括Ⅰ型基液储液罐（3-2）、Ⅱ型基液储液罐（3-1）、Ⅰ型添加液储液罐（4-2）、Ⅱ型添加液储液罐（4-1）、A型浆液搅拌机（5-2）、B型浆液搅拌机（5-1）、A型浆液储浆罐（6-2）、B型浆液储浆罐（6-1）、A型浆液泥浆泵（7-2）、B型浆液泥浆泵（7-1）、注浆机（8）、浆液中心注入通道（9-1）和浆液环空注入通道（9-2）；Ⅰ型基液储液罐（3-2）和Ⅰ型添加液储液罐（4-2）的出液口与A型浆液搅拌机（5-2）的进液口连通，A型浆液搅拌机（5-2）的出液口与A型浆液储浆罐（6-2）的进液口连通，A型浆液储浆罐（6-2）的出液口与A型浆液泥浆泵（7-2）进液口连通，A型浆液泥浆泵（7-2）的出液口与注浆机（8）的A进液口连通，注浆机（8）的A出液口与浆液注入装置的A型浆液环空注入通道（9-2）连通；Ⅱ型基液储液罐（3-1）和Ⅱ型添加液储液罐（4-1）的出液口与B型浆液搅拌机（5-1）的进液口连通，B型浆液搅拌机（5-1）的出液口与B型浆液储浆罐（6-1）的进液口连通，B型浆液储浆罐（6-1）的出液口与B型浆液泥浆泵（7-1）进液口连通，B型浆液泥浆泵（7-1）的出液口与注浆机（8）的B进液口连通，注浆机（8）的B出液口与浆液注入装置的B型浆液中心注入通道（9-1）连通；所述反应生产模块包括浆液运送管道（10）、水平射孔装置（11）、上部水平生产套管（12-1）、下部水平生产套管（12-2）、上部降压水泵（13-1）和下部降压水泵（13-2），浆液运送管道（10）中的A型浆液环空注入通道与浆液注入装置的A型浆液环空注入通道（9-2）连通，浆液运送管道（10）中B型浆液中心注入通道与浆液注入装置的B型浆液中心注入通道（9-1）连通；浆液运送管道（10）中的A型浆液环空注入通道与B型浆液中心注入通道的下端均通过止逆装置（23）与水平射孔装置（11）相连，上部水平生产套管（12-1）和下部水平生产套管（12-2）分别设置在水平射孔装置（11）上下两侧的天然气水合物储层（20）内，上部水平生产套管（12-1）通过上部降压水泵（13-1）与产物输送管道（14）连通，下部水平生产套管（12-2）通过下部降压水泵（13-2）与产物输送管道（14）连通；水平射孔装置（11）包括内套筒（1101）、外套筒（1102）和换位推杆（1103），换位推杆（1103）固连在外套筒（1102）内壁，换位推杆（1103）伸出端与内套筒（1101）固定连接并可带动内套筒（1101）在外套筒（1102）内作轴向伸缩运动，内套筒（1101）和外套筒（1102）上设有相互配合的贯穿中心射孔，浆液运送管道（10）中的B型浆液中心注入通道下端与外套筒（1102）连通，浆液运送管道（10）中的A型浆液环空注入通道下端与外套筒（1102）外壁与井壁套筒之间构成的环状空腔连通；所述产物收集模块包括产物输送管道（14）、过滤器（15）、气液分离装置（16）和天然气储气罐（17），产物输送管道（14）上端通过过滤器（15）与气液分离装置（16）分离入口连通，气液分离装置（16）分离出口与天然气储气罐（17）与储气入口连通；包括如下步骤：步骤一，在天然气水合物富集区，通过锚索（18）将海上浮动平台（2）固定于海平面（1）之上，并在海上浮动平台（2）上布置完成浆液搅拌模块与产物收集模块，将水平射孔装置（11）穿过天然气水合物上覆地层（19），下入到天然气水合物储层（20）中，将上部水平生产套管（12-1）和下部水平生产套管（12-2）分别穿过天然气水合物上覆地层（19）以双水平井的方式分别下入到水平射孔装置（11）的上下两侧；步骤二，在浆液搅拌模块上将Ⅰ型基液储液罐（3-2）中的Ⅰ型基液与Ⅰ型添加液储液罐（4-2）中的Ⅰ型添加液注入到A型浆液搅拌机（5-2）中混合一定时间，直至混合后浆液粘度为1500mPa·s时，将其注入到A型浆液储浆罐（6-2）；同时，将Ⅱ型基液储液罐（3-1）中的Ⅱ型基液与Ⅱ型添加液储液罐（4-1）中的Ⅱ型添加液注入到B型浆液搅拌机（5-1）中混合一定时间，直至混合后浆液粘度为1500mPa·s时，将其注入到B型浆液储浆罐（6-1）；A型浆液储浆罐（6-2）再通过A型浆液泥浆泵（7-2）将A型浆液注入至注浆机（8）的A进液口，B型浆液储浆罐（6-1）再通过B型浆液泥浆泵（7-1）将B型浆液注入至注浆机（8）的B进液口，Ⅰ型基液和Ⅱ型基液同时为硅酸钠溶液或硅酸盐水泥浆，注浆机（8）将A型浆液通过浆液注入装置的A型浆液环空注入通道（9-2）注入至外套筒（1102）与井壁套管之间环形空腔内，A型浆液环空注入通道（9-2）内液柱压力达到NMPa后，N5，外套筒（1102）与井壁套管之间环形空腔内A型浆液在内部液柱压力作用下，向天然气水合物储层（20）内部发生劈裂，劈裂过程中A型浆液环空注入通道（9-2）内液柱压力始终保持在NMPa，N5，待天然气水合物储层（20）内部压力趋于稳定时，电控换位推杆（1103）带动内套筒（1101）下行移动，内套筒（1101）和外套筒（1102）中心射孔通道相合贯通，与此同时，注浆机（8）将B型浆液通过浆液注入装置的B型浆液中心注入通道（9-1）注入至内套筒（1101）内，B型浆液中心注入通道（9-1）内液柱压力设置为N+2MPa，N5，内套筒（1101）内B型浆液通过中心射孔以辐射状向天然气水合物储层（20）进行二次劈裂；步骤四，开启上部降压水泵（13-1）和下部降压水泵（13-2）在劈裂区域形成负压区，天然气水合物在压力降低的条件下发生分解，分解的产物通过产物输送管道（14）运送至过滤器（15）与气液分离装置（16），将分解的天然气水合物产物收集进入储气罐（17），当气体产出速率低于预定值后，重新开启下一工作循环。

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