JP2009030378A - メタンハイドレートの分解促進およびメタンガス採取システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 海底500の下方1000〜1500mの地下帯水層300からポンプ31で温水を汲上げて地熱エネルギーをメタンハイドレート層100下の透水層104中を流動させ、メタンハイドレート層100の未分解領域101の分解境界面105を分解してメタンガスを発生させ、周囲の領域102,103からガスインレットスクリーン12を通って生産井20に導入して上昇させ、海上でメタンガスを回収する。
【選択図】 図1
Description
この技術は例えばプラットフォーム上に熱水製造装置を備えて海水を加熱し、圧入井を通じて熱エネルギーをメタンハイドレート層に圧入する。しかしながら熱水製造の目的で大量の燃料を消費し、また圧入井を通じてメタンハイドレート層に熱エネルギーを配給するために多額の開発投資が必要になる。
この加熱井は海底から下方に1,000〜1,500m程度掘り下げられ、深部帯水層の地熱により温度上昇した熱媒体、例えば温水または熱水を汲み上げることによって地熱エネルギーを採取し、これをメタンハイドレート層に供給する坑井である。
この生産井は地熱エネルギーの供給を受け、メタンハイドレートの分解によって生成したメタンガスを採取するものであり、坑内への砂の侵入を防止するために良質のスクリーンをメタンハイドレート層上部の位置に装備する。
この還流井も加熱井と同様、海底から下方に1,000〜1,500m程度掘り下げられる。その目的は分解境界面付近で熱交換を終えて冷やされた水を採取し、これを深部帯水層に還流させることにある。
この手段は上記温水または熱水などの熱媒体を深部帯水層から採取してその地熱エネルギーをメタンハイドレート層に供給する手段であって、例えばポンプ装置、流量調整装置等からなり、各種計測器や制御装置を備える。
ションが回避できる。このため地層の圧力上昇を引き起こすリスクが小さく、シールが損なわれる危険性は軽減される。これによって安全性が向上すると同時に海底面の沈下やコンパクション対策費の軽減が可能になる。
ここで、PI():π、k:絶対浸透率=300mdrcy、h:レザバーの厚さ=17.6m、ΔP:差圧=3MPa、μ:粘性=1.00cp、re:レザバーラジアス=180m、rw:坑井ラジアス=17.8cmとした。この結果、ポンプへの集水能力は約1202m3/dと計算された。
温水の強制圧入を継続すれば地層圧は高まるが、本発明の地層内循環方式を基本とする生産手段では高圧力の流体を強制注入する必要がないため、メタンハイドレート層における圧力の蓄積を解消することができる。帯水層の浸透率が十分であれば、単相のダウンホールポンプによって緩やかな温水循環が期待できる。
熱エネルギーを採取し直接メタンハイドレートの分解境界面に供給することによって、7MPa程度までの減圧で生産を維持することができる。十分な潜熱を連続的に供給することができるため温度低下が起こらず、急激な生産性の低下を予防することができる。
11 セメント注入部
12 ガスインレットスクリーン
13 パッカー
20 生産井
30 加熱井
31,41 ポンプ
33,34 矢印
35 サンプ
36 ポート
40 還流井
42 配管
100 メタンハイドレート層
101 未分解領域(固相)
102,103 周辺部(周囲の領域)
104 透水層(砂層)
105 分解境界面
110 砂層
200 メタンハイドレート不飽和層
300 深部帯水層
500 海底面
602,604,606,608,801,834,835 線
601,603,605,607,710,711 点
610 地温勾配線
620,630,702,831,832,833 曲線
801,802,811,812 経年変化
Claims (4)
- 下記(a)〜(d)からなることを特徴とするメタンハイドレートの分解促進およびメタンガス採取システム。
(a)深部帯水層から熱媒体を汲み上げる加熱井
(b)メタンガスを採取する生産井
(c)熱交換を終えた熱媒体を深部帯水層に還流する還流井
(d)メタンハイドレートの分解境界面に熱媒体を供給する手段 - 前記生産井にメタンハイドレート層の圧力を減圧する手段を付加したことを特徴とする請求項1記載のメタンハイドレートの分解促進およびメタンガス採取システム。
- 前記加熱井は前記生産井の下端を深部帯水層まで延設した坑井とし、深部帯水層から地熱エネルギー(熱媒体)を汲み上げる坑井であることを特徴とする請求項2記載のメタンハイドレートの分解促進およびメタンガス採取システム。
- 前記還流井は前記生産井の下端を深部帯水層まで延設した坑井とし、熱交換を終えた熱媒体を深部帯水層に還流する坑井であることを特徴とする請求項2記載のメタンハイドレートの分解促進およびメタンガス採取システム。
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