專利名稱：一種海洋能源一體化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海洋能源開(kāi)采裝置，特別是涉及一種海洋能源一體化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前全球海洋油氣資源占在全球石油資源總量的34%，累計(jì)獲探明儲(chǔ)量約400 億噸，探明率為30%左右，尚處于勘探早期階段，因此在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，石油工業(yè) 傳統(tǒng)油氣的增長(zhǎng)點(diǎn)將會(huì)在海洋領(lǐng)域。同時(shí)，海洋也蘊(yùn)含著豐富的新能源，如天然 氣水合物、潮汐能、涌動(dòng)不息的洋流、風(fēng)能、海洋溫差能等。由于傳統(tǒng)油氣能源 的日益枯竭，油氣資源新發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)量增速減緩，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展對(duì)能源需求的激增以 及人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，都迫使以傳統(tǒng)油氣資源為主的石油工 業(yè)逐漸改型，逐漸形成新型無(wú)污染的、可持續(xù)發(fā)展的綠色石油工業(yè)。
目前，波浪發(fā)電就是通過(guò)波浪能裝置將波浪的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械的、氣壓的或 液壓的能量，然后通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、氣輪機(jī)、水輪機(jī)或油壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。 海水溫差發(fā)電是以海洋表層海水作海洋溫差能發(fā)電的高溫?zé)嵩?，以海水深處的?海水作低溫?zé)嵩?，用熱機(jī)組成的熱力循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電，其優(yōu)點(diǎn)是幾乎不產(chǎn)生二 氧化碳。潮汐和洋流水下發(fā)電通過(guò)在海底安裝水下渦輪機(jī)，把洋流和潮汐的能量 轉(zhuǎn)化為電能。
天然氣水合開(kāi)采技術(shù)大體上分為四類降壓法，注熱法、注化學(xué)劑法及二氧 化碳置換法等。降壓法就是通過(guò)直達(dá)天然氣水合物層的井對(duì)天然氣水合物藏降低 壓力，從而破壞天然氣水合物的相平衡關(guān)系，使得天然氣水合物發(fā)生分解產(chǎn)生天 然氣和水，這樣天然氣通過(guò)井開(kāi)采出來(lái)；但降壓法開(kāi)采僅僅依靠天然氣水合物層
本身的能量，沒(méi)有外來(lái)能量的供給，因此在開(kāi)采的初期還會(huì)有較高的產(chǎn)氣速度。 但一段時(shí)間之后由于天然氣水合物分解吸熱，導(dǎo)致地層能量降低，天然氣水合物
分解速度減慢，甚至地層水結(jié)冰和天然氣水合物的二次生成，迫使生產(chǎn)中斷；此 外，天然氣水合物分解也會(huì)使得天然氣水合物地層虧空、地層發(fā)生沉陷、威脅海 洋工程設(shè)施，從而存在較大的安全隱患。注入化學(xué)劑法則是通過(guò)向天然氣水合物 層中注入一些化學(xué)溶液，這些化學(xué)物質(zhì)能夠使得天然氣水合物不穩(wěn)定發(fā)生分解； 注入化學(xué)劑法雖然有天然氣水合物開(kāi)采效率高、無(wú)安全隱患的優(yōu)點(diǎn)，但注入化學(xué) 劑法的成本太高，且會(huì)對(duì)海洋環(huán)境造成一定程度的污染。目前的注熱法主要是向天然氣水合物層內(nèi)注入在開(kāi)采平臺(tái)上或地面上加熱的高溫?zé)崴⒏邷卣羝?；而?開(kāi)采平臺(tái)上或地面上加熱熱水、蒸汽需要大量的能量，這導(dǎo)致注熱法成本高、設(shè) 備復(fù)雜，使得天然氣水合物開(kāi)采經(jīng)濟(jì)性不好。二氧化碳置換法就是向天然氣水合 物地層中注入二氧化碳，通過(guò)形成二氧化碳水合物以置換天然氣水合物中的天然 氣，該方法的優(yōu)點(diǎn)是既保持了地層的穩(wěn)定，又能大規(guī)模地埋存二氧化碳溫室氣體。 綜上所述，鑒于天然氣水合物的巨大儲(chǔ)量及誘人前景，亟需一種安全、高效、經(jīng) 濟(jì)的天然氣水合物開(kāi)采技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種在開(kāi)發(fā)傳統(tǒng)油氣資源 的同時(shí)，依托于傳統(tǒng)油氣開(kāi)采設(shè)施，開(kāi)發(fā)波浪能、潮汐能、洋流、海洋溫差能等 清潔能源和天然氣水合物資源，形成新型的、綜合的、可持續(xù)發(fā)展的綠色海洋能 源綜合體的海洋能源一體化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案 一種海洋能源一體化開(kāi)發(fā)系 統(tǒng)，其特征在于它包括波浪能發(fā)電模塊、傳統(tǒng)油氣生產(chǎn)模塊、海洋溫差能發(fā)電 模塊、潮汐和洋流水下發(fā)電模塊、海底天然氣水合物開(kāi)采模塊；所述波浪能發(fā)電 模塊利用海洋波浪進(jìn)行發(fā)電，所述海洋溫差能發(fā)電模塊利用海洋溫差進(jìn)行發(fā)電， 所述潮汐和洋流水下發(fā)電模塊利用潮汐和洋流發(fā)電；所述傳統(tǒng)油氣生產(chǎn)模塊與所 述波浪能發(fā)電模塊、海洋溫差能發(fā)電模塊、潮汐和洋流水下發(fā)電模塊共用生活基 礎(chǔ)設(shè)備和動(dòng)力基礎(chǔ)設(shè)備，與所述海底天然氣水合物開(kāi)采模塊共用鉆機(jī)設(shè)備和海底 輸油氣管線；所述波浪能發(fā)電模塊、海洋溫差能發(fā)電模塊、潮汐和洋流水下發(fā)電 模塊輸出的電能通過(guò)依托于所述海底輸油氣管線的電纜向外輸出；所述天然氣水 合物開(kāi)采模塊通過(guò)海洋表層溫水注入法開(kāi)采天然氣水合物。
所述波浪能發(fā)電模塊在油氣平臺(tái)上設(shè)置控制波浪能轉(zhuǎn)換的控制系統(tǒng)、對(duì)電能 進(jìn)行儲(chǔ)存的蓄電系統(tǒng)，在所述油氣平臺(tái)可控范圍內(nèi)的海面上設(shè)置與轉(zhuǎn)換波浪能相 關(guān)的發(fā)電設(shè)備。
所述海洋溫差能發(fā)電模塊的設(shè)備均設(shè)置在所述油氣平臺(tái)上。 所述潮汐和洋流水下發(fā)電模塊包括設(shè)置在所述油氣平臺(tái)上的水下渦輪機(jī)的控
制系統(tǒng)，和把不同水下渦輪機(jī)發(fā)電進(jìn)行并網(wǎng)的輸電控制系統(tǒng)，和設(shè)置在所述油氣
平臺(tái)可控范圍內(nèi)海底的渦輪。
所述海洋表層溫水注入法，包括降壓分解階段和海洋表層溫水注入階段，所
述降壓分解階段中，將相鄰的兩開(kāi)發(fā)井的底部鉆入天然氣水合物層，所述兩開(kāi)發(fā)
井均通過(guò)井下泵抽吸所述天然氣水合物層中的流體，通過(guò)控制所述井下泵的排量控制井底生產(chǎn)壓力，在所述兩開(kāi)發(fā)井的底部井筒周?chē)纬筛邼B透區(qū)域；所述"降壓 分解階段達(dá)到預(yù)設(shè)的降壓生產(chǎn)時(shí)間后，進(jìn)行所述海洋表層溫水注入階段；所述海 洋表層溫水注入階段中，啟動(dòng)所述注水泵將海洋表層溫水注入第一口開(kāi)發(fā)井中， 在高壓力驅(qū)動(dòng)下所述海洋表層溫水在所述天然氣水合物層中由井筒開(kāi)始向周?chē)?動(dòng)，對(duì)所述天然氣水合物進(jìn)行分解，分解后得到的天然氣在壓力的驅(qū)動(dòng)下從壓力 較低的所述第二口井中產(chǎn)出。
所述降壓生產(chǎn)時(shí)間根據(jù)地球物理測(cè)量方法確定。
本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的海洋能源一體 化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)由于依托于油氣生產(chǎn)平臺(tái)上進(jìn)行一體化開(kāi)發(fā)利用，在海洋油氣生產(chǎn)設(shè) 施上，構(gòu)建波浪能發(fā)電模塊、海洋溫差能發(fā)電模塊、潮汐和洋流水下發(fā)電模塊， 因此能在開(kāi)發(fā)海洋中傳統(tǒng)油氣資源的同時(shí)，開(kāi)發(fā)天然氣水合物資源和波浪能、潮 汐能、洋流、海洋溫差能等清潔能源。2、本發(fā)明利用現(xiàn)有的鉆井技術(shù)和新的天然 氣水合物開(kāi)采方法，既可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)油氣資源的接替，又可利用海洋表層的溫水開(kāi) 采方法及二氧化碳置換的方法開(kāi)采天然氣水合物，并能夠較好地保證天然氣水合 物開(kāi)采的安全性問(wèn)題，能夠?qū)崿F(xiàn)天然氣水合物低成本和較高效率開(kāi)采，并能實(shí)現(xiàn) 二氧化碳的深海埋存，降低溫室效應(yīng)。本發(fā)明的一體化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)既保持了石油工 業(yè)的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，又拓寬了海洋石油工業(yè)的發(fā)展領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了綠色、可再生能源的 充分利用，有效節(jié)省了能源開(kāi)采的成本，并大大推動(dòng)海洋石油工業(yè)未來(lái)的可持續(xù) 發(fā)展。


圖l是本發(fā)明的海洋能源一體化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)示意圖
圖2是本發(fā)明的注海洋表層溫水開(kāi)采天然氣水合物的降壓分解階段技術(shù)方案 示意圖
圖3是本發(fā)明的注海洋表層溫水開(kāi)采天然氣水合物的海洋表層溫水注入階段
技術(shù)方案示意圖
圖4是使用二氧化碳置換法開(kāi)采天然氣水合物示意圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
本發(fā)明的海洋能源一體化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)依托海洋油氣生產(chǎn)設(shè)施作為主要平臺(tái)，在 海洋生產(chǎn)設(shè)施控制的范圍內(nèi)利用波浪能、風(fēng)能及海洋溫差能進(jìn)行發(fā)電，在海底安 裝發(fā)電設(shè)施，充分利用海底潮汐及大洋洋流進(jìn)行發(fā)電。如圖1所示，本發(fā)明的海 洋能源一體化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)包括波浪能發(fā)電模塊l、傳統(tǒng)油氣生產(chǎn)模塊2、海洋溫差能發(fā)電模塊3、潮汐和洋流水下發(fā)電模塊4和海底天然氣水合物開(kāi)采模塊5。波浪能 發(fā)電模塊1用于控制波浪能發(fā)電設(shè)備進(jìn)行發(fā)電，在油氣平臺(tái)上主要設(shè)置控制波浪 能轉(zhuǎn)換的控制系統(tǒng)、對(duì)電能進(jìn)行儲(chǔ)存的蓄電系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備；其他與轉(zhuǎn)換波浪能 相關(guān)的主要發(fā)電設(shè)備如換能器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、發(fā)電機(jī)、蓄能器等從屬設(shè)備均設(shè)置在 油氣平臺(tái)可控范圍內(nèi)的海面上。
傳統(tǒng)油氣生產(chǎn)模塊2的油氣生產(chǎn)處理設(shè)施、生活模塊、動(dòng)力模塊、鉆機(jī)設(shè)備 均設(shè)置在油氣平臺(tái)上，海底輸油氣管線鋪設(shè)于海底。傳統(tǒng)油氣生產(chǎn)模塊2與波浪
能發(fā)電模塊1、海洋溫差能發(fā)電模塊3和潮汐和洋流水下發(fā)電模塊4共享生活基礎(chǔ) 設(shè)備、動(dòng)力基礎(chǔ)設(shè)備等模塊；與海底天然氣水合物開(kāi)采模塊5共享鉆機(jī)設(shè)備和海 底輸油氣管線；波浪能發(fā)電模塊l、海洋溫差能發(fā)電模塊3、潮汐和洋流水下發(fā)電 模塊4輸出的電能通過(guò)依托于海底輸油氣管線的電纜向外輸出。
海洋溫差能發(fā)電模塊3用以控制海洋溫差能轉(zhuǎn)換為電能，主要包括設(shè)置在油 氣平臺(tái)上的蒸發(fā)器、渦輪機(jī)、水泵、透平機(jī)、發(fā)電機(jī)、冷凝器、壓縮機(jī)以及相關(guān) 的控制設(shè)備進(jìn)行發(fā)電。海洋溫差能發(fā)電借助表面海水的熱量，首先利用蒸發(fā)器使 水沸騰，用氨蒸汽帶動(dòng)渦輪機(jī)；用水泵將海洋表層的溫水抽到常溫蒸發(fā)器中，在 蒸發(fā)器中加熱氨水等流動(dòng)媒介，使之蒸發(fā)成高壓氣體媒介；再將高壓氣體媒介送 到透平機(jī)，使透平機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，同時(shí)高壓氣體媒介變?yōu)榈蛪簹怏w媒 介；之后用水泵將深海低溫海水抽到冷凝器中，使由透平機(jī)出來(lái)的低壓氣體媒介 冷凝成液體媒介，將液體媒介送到壓縮器加壓后，再將其送到蒸發(fā)器中去，進(jìn)行 新的循環(huán)。
潮汐和洋流水下發(fā)電模塊4用以控制水下潮汐和洋流發(fā)電，主要包括設(shè)置在
油氣平臺(tái)上的水下渦輪機(jī)的控制系統(tǒng)，和把不同水下渦輪機(jī)發(fā)電進(jìn)行并網(wǎng)的輸電 控制系統(tǒng)，以及設(shè)置在油氣平臺(tái)可控范圍內(nèi)海底的一定數(shù)量的渦輪。在潮汐作用 下帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行發(fā)電，在潮水流速達(dá)到l米/秒的時(shí)候，潮沙渦輪便可以正常
工作；同時(shí)還可以在洋流途徑的地方安裝水下渦輪機(jī)，把洋流的能量轉(zhuǎn)化為電能。 由于海水的能量密度遠(yuǎn)大于空氣的能量密度，因此水下潮汐發(fā)電的裝置尺寸較風(fēng) 能發(fā)電要小得多， 一個(gè)直徑為15米的潮汐渦輪所產(chǎn)生的電能與一個(gè)直徑為60米
的風(fēng)力渦輪等同。
如圖2所示，海底天然氣水合物開(kāi)采模塊5通過(guò)海洋表層溫水注入法開(kāi)采天 然氣水合物，基于油氣平臺(tái)原有的鉆機(jī)設(shè)備在天然氣水合物層中鉆一組開(kāi)發(fā)井， 每組開(kāi)發(fā)井包括兩口相鄰設(shè)置的開(kāi)發(fā)井。其中第一口井51和第二口井52均為開(kāi) 發(fā)井，第一口井51和第二口井52的底部到達(dá)天然氣水合物層53，天然氣水合物層53位于上、下兩個(gè)非滲透層54之間。本發(fā)明的天然氣水合物開(kāi)采方法分為降 壓分解階段和海洋表層溫水注入階段。在降壓分解階段中，將相鄰的第一口井51 和第二口井52的底部鉆入天然氣水合物層53中，第一口井51和第二口井52均 為降壓生產(chǎn)井，通過(guò)井下泵抽吸天然氣水合物層53中的流體，實(shí)現(xiàn)天然氣水合物 層53的降壓。在降壓過(guò)程中通過(guò)控制井下泵的排量控制井底生產(chǎn)壓力，以保證天 然氣水合物層53的穩(wěn)定性和天然氣水合物初期有效分解。在第一口井51和第二 口井52底部井筒的周?chē)烊粴馑衔镉捎诮祲鹤饔梅纸鉃楫a(chǎn)生氣體和水，從而 形成了高滲透區(qū)域55，有助于第二階段中海洋表層溫水的注入。在降壓分解階段 需要注意控制生產(chǎn)井底與天然氣水合物層53之間的壓差，對(duì)于第一口井51而言， 既要保證在周?chē)纬奢^大范圍的高滲透區(qū)域55，為第二階段的海洋表層溫水注入 提供基礎(chǔ)，又要防止非滲透層54及天然氣水合物層53的膠結(jié)強(qiáng)度降低而引起的 地層大范圍、不可控的變形，還要防止天然氣水合物吸熱引起的天然氣水合物層 53中水結(jié)冰，及水合物二次生成可能引起的地層堵塞；對(duì)于第二口井52而言，應(yīng) 盡量防止井筒周?chē)Y(jié)冰及水合物二次生成而造成的地層及井筒堵塞。本發(fā)明通過(guò) 地球物理及其他測(cè)量方法，確定高滲透區(qū)域55大小，從而確定降壓生產(chǎn)時(shí)間。
如圖3所示，當(dāng)降壓生產(chǎn)時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)的確定值后，即進(jìn)入海洋表層溫水注 入階段，其中第一口井51轉(zhuǎn)為海水注入井，而第二口井52仍然作為降壓生產(chǎn)井 將降壓分解后得到的天然氣56收集起來(lái)。依據(jù)天然氣水合物的飽和度、地層滲透 率、地層力學(xué)特性、海水溫度、注水泵特性和儲(chǔ)層溫度等參數(shù)，確定第一口井51 中海洋表層溫水的注入量。啟動(dòng)平臺(tái)上的注水泵，直接把海洋表層溫水按照確定 的注入量泵入第一口井51中，在高壓力驅(qū)動(dòng)下，海洋表層溫水在天然氣水合物層 53中由井筒開(kāi)始向周?chē)鲃?dòng)。在海洋表層溫水的流動(dòng)過(guò)程中，海洋表層溫水所攜 帶的熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流傳遞給天然氣水合物層53，促使天然氣水合物層53 升溫；同時(shí)海洋表層溫水中的鹽類也充當(dāng)了水合物抑制劑的作用。在熱量和鹽類 抑制劑的聯(lián)合作用下，天然氣水合物的相平衡遭到破壞發(fā)生分解，產(chǎn)生氣體狀態(tài) 的天然氣和水，并在壓力驅(qū)動(dòng)下從壓力較低的第二口井52產(chǎn)出。本階段需要控制 第一口井51的海洋表層溫水注入量，海洋表層溫水注入量根據(jù)天然氣水合物層53 的溫度、壓力、天然氣水合物的飽和度和熱傳導(dǎo)系數(shù)等熱力學(xué)、力學(xué)參數(shù)等進(jìn)行 確定，既要保證第一口井51中有一定的海洋表層溫水注入量，又要保證不壓裂地 層。第二口井52收集分解后的天然氣，其中的生產(chǎn)壓力也應(yīng)根據(jù)的第一口井51 中實(shí)際的海水注入情況進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)調(diào)節(jié)第二口井52中井下泵的排量或者油嘴 的大小實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量控制，調(diào)整的標(biāo)準(zhǔn)是保證水合物能夠在溫海水的作用下能夠有效分解。
海底天然氣水合物開(kāi)采模塊5也可使用二氧化碳置換法開(kāi)采天然氣水合物。 基于油氣平臺(tái)原有的鉆機(jī)設(shè)備在天然氣水合物層中鉆一組開(kāi)發(fā)井，每組開(kāi)發(fā)井包 括兩口相鄰設(shè)置的開(kāi)發(fā)井。其中第一口井51和第二口井52的底部到達(dá)天然氣水
合物層53，天然氣水合物層53位于上、下兩個(gè)非滲透層54之間。第一口井l作 為生產(chǎn)井進(jìn)行降壓生產(chǎn)，第二口井2作為二氧化碳注入井將二氧化碳注入到天然 氣水合物層53中。由于每摩爾二氧化碳形成二氧化碳水合物57時(shí)所釋放的熱量 要比每摩爾天然氣水合物分解成天然氣時(shí)所吸收的熱量高20%左右，因此二氧化碳 的固化可以促使天然氣水合物的分解，產(chǎn)生的天然氣通過(guò)第一口井51收集起來(lái)。 同時(shí)新形成的二氧化碳水合物能夠保持沉積物的力學(xué)穩(wěn)定性，保證天然氣的生產(chǎn) 安全。
本發(fā)明的實(shí)施例中，第一口井51和第二口井52為直井，但本發(fā)明的方法不 僅適用于直井，也適應(yīng)于第一口井51和第二口井52均為水平井、大斜度井等復(fù) 雜結(jié)構(gòu)井的情況；或者第一口井51和第二口井52分別為直井和水平井、大斜度 井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井的情況。
本發(fā)明的海洋能源一體化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，充分利用了海洋油氣生產(chǎn)設(shè)施為依托， 在開(kāi)發(fā)傳統(tǒng)油氣資源的同時(shí)，利用現(xiàn)代先進(jìn)的鉆井技術(shù)及開(kāi)采方法，實(shí)現(xiàn)天然氣 水合物的大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用和傳統(tǒng)油氣資源的接替，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)二氧化碳的深 海埋存，降低溫室效應(yīng)。在海洋油氣生產(chǎn)設(shè)施上，構(gòu)建波浪能發(fā)電模塊、海洋溫 差能發(fā)電模塊、潮汐和洋流水下發(fā)電模塊，充分利用海洋能可再生、無(wú)污染、蘊(yùn) 藏量巨大的優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建未來(lái)的綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的新能源開(kāi)發(fā)體系。
權(quán)利要求
1、一種海洋能源一體化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，其特征在于它包括波浪能發(fā)電模塊、傳統(tǒng)油氣生產(chǎn)模塊、海洋溫差能發(fā)電模塊、潮汐和洋流水下發(fā)電模塊、海底天然氣水合物開(kāi)采模塊；所述波浪能發(fā)電模塊利用海洋波浪進(jìn)行發(fā)電，所述海洋溫差能發(fā)電模塊利用海洋溫差進(jìn)行發(fā)電，所述潮汐和洋流水下發(fā)電模塊利用潮汐和洋流發(fā)電；所述傳統(tǒng)油氣生產(chǎn)模塊與所述波浪能發(fā)電模塊、海洋溫差能發(fā)電模塊、潮汐和洋流水下發(fā)電模塊共用生活基礎(chǔ)設(shè)備和動(dòng)力基礎(chǔ)設(shè)備，與所述海底天然氣水合物開(kāi)采模塊共用鉆機(jī)設(shè)備和海底輸油氣管線；所述波浪能發(fā)電模塊、海洋溫差能發(fā)電模塊、潮汐和洋流水下發(fā)電模塊輸出的電能通過(guò)依托于所述海底輸油氣管線的電纜向外輸出；所述天然氣水合物開(kāi)采模塊通過(guò)海洋表層溫水注入法開(kāi)采天然氣水合物。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種海洋能源一體化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述波 浪能發(fā)電模塊在油氣平臺(tái)上設(shè)置控制波浪能轉(zhuǎn)換的控制系統(tǒng)、對(duì)電能進(jìn)行儲(chǔ)存的 蓄電系統(tǒng)，在所述油氣平臺(tái)可控范圍內(nèi)的海面上設(shè)置與轉(zhuǎn)換波浪能相關(guān)的發(fā)電設(shè) 備。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種海洋能源一體化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述海 洋溫差能發(fā)電模塊的設(shè)備均設(shè)置在所述油氣平臺(tái)上。
4、 如權(quán)利要求2所述的一種海洋能源一體化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述海洋溫差能發(fā)電模塊的設(shè)備均設(shè)置在所述油氣平臺(tái)上。
5、 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種海洋能源一體化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述潮汐和洋流水下發(fā)電模塊包括設(shè)置在所述油氣平臺(tái)上的水下渦輪機(jī)的控制系統(tǒng)，和把不同水下渦輪機(jī)發(fā)電進(jìn)行并網(wǎng)的輸電控制系統(tǒng)，和設(shè)置在所述油 氣平臺(tái)可控范圍內(nèi)海底的渦輪。
6、 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種海洋能源一體化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述海洋表層溫水注入法，包括降壓分解階段和海洋表層溫水注入階段，所述降壓分解階段中，將相鄰的兩開(kāi)發(fā)井的底部鉆入天然氣水合物層，所述兩開(kāi) 發(fā)井均通過(guò)井下泵抽吸所述天然氣水合物層中的流體，通過(guò)控制所述井下泵的排量控制井底生產(chǎn)壓力，在所述兩開(kāi)發(fā)井的底部井筒周?chē)纬筛邼B透區(qū)域；所述降 壓分解階段達(dá)到預(yù)設(shè)的降壓生產(chǎn)時(shí)間后，進(jìn)行所述海洋表層溫水注入階段；所述 海洋表層溫水注入階段中，啟動(dòng)所述注水泵將海洋表層溫水注入第一口開(kāi)發(fā)井中， 在高壓力驅(qū)動(dòng)下所述海洋表層溫水在所述天然氣水合物層中由井筒開(kāi)始向周?chē)鲃?dòng)，對(duì)所述天然氣水合物進(jìn)行分解，分解后得到的天然氣在壓力的驅(qū)動(dòng)下從壓力 較低的所述第二口井中產(chǎn)出。
7、 如權(quán)利要求5所述的一種海洋能源一體化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述海 洋表層溫水注入法，包括降壓分解階段和海洋表層溫水注入階段，所述降壓分解 階段中，將相鄰的兩開(kāi)發(fā)井的底部鉆入天然氣水合物層，所述兩開(kāi)發(fā)井均通過(guò)井 下泵抽吸所述天然氣水合物層中的流體，通過(guò)控制所述井下泵的排量控制井底生 產(chǎn)壓力，在所述兩開(kāi)發(fā)井的底部井筒周?chē)纬筛邼B透區(qū)域；所述降壓分解階段達(dá) 到預(yù)設(shè)的降壓生產(chǎn)時(shí)間后，進(jìn)行所述海洋表層溫水注入階段；所述海洋表層 溫水注入階段中，啟動(dòng)所述注水泵將海洋表層溫水注入第一口開(kāi)發(fā)井中，在高壓力驅(qū) 動(dòng)下所述海洋表層溫水在所述天然氣水合物層中由井筒開(kāi)始向周?chē)鲃?dòng)，對(duì)所述 天然氣水合物進(jìn)行分解，分解后得到的天然氣在壓力的驅(qū)動(dòng)下從壓力較低的所述 第二口井中產(chǎn)出。
8、 如權(quán)利要求1或2或3或4或7所述的一種海洋能源一體化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，其 特征在于所述降壓生產(chǎn)時(shí)間根據(jù)地球物理測(cè)量方法確定。
9、 如權(quán)利要求5所述的一種海洋能源一體化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述降壓生產(chǎn)時(shí)間根據(jù)地球物理測(cè)量方法確定。
10、 如權(quán)利要求6所述的一種海洋能源一體化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，其特征在于所述降壓生產(chǎn)時(shí)間根據(jù)地球物理測(cè)量方法確定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種海洋能源一體化開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，其特征在于它包括波浪能發(fā)電模塊、傳統(tǒng)油氣生產(chǎn)模塊、海洋溫差能發(fā)電模塊、潮汐和洋流水下發(fā)電模塊、海底天然氣水合物開(kāi)采模塊；波浪能發(fā)電模塊利用海洋波浪進(jìn)行發(fā)電，海洋溫差能發(fā)電模塊利用海洋溫差進(jìn)行發(fā)電，潮汐和洋流水下發(fā)電模塊利用潮汐和洋流發(fā)電；傳統(tǒng)油氣生產(chǎn)模塊與波浪能發(fā)電模塊、海洋溫差能發(fā)電模塊、潮汐和洋流水下發(fā)電模塊共用生活基礎(chǔ)設(shè)備和動(dòng)力基礎(chǔ)設(shè)備，與海底天然氣水合物開(kāi)采模塊共用鉆機(jī)設(shè)備和海底輸油氣管線；波浪能發(fā)電模塊、海洋溫差能發(fā)電模塊、潮汐和洋流水下發(fā)電模塊輸出的電能通過(guò)依托于海底輸油氣管線的電纜向外輸出；天然氣水合物開(kāi)采模塊通過(guò)海洋表層溫水注入法及二氧化碳置換法開(kāi)采天然氣水合物。
文檔編號(hào)F03B13/14GK101666286SQ20091023523
公開(kāi)日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者李清平, 白玉湖 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司;中海石油研究中心