[發(fā)明專利]一種利用流體循環(huán)方式動用地熱能開采天然氣水合物藏的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710573395.8 | 申請日： | 2017-07-14 |
| 公開（公告）號： | CN107130944B | 公開（公告）日： | 2019-11-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 侯健;劉永革;周鵬;齊迪;趙海峰;何思嫻;白雅潔;陳巍 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國石油大學（華東） |
| 主分類號： | E21B43/01 | 分類號： | E21B43/01;E21B43/24 |
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| 地址： | 266580 山*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 利用 流體 循環(huán) 方式 動用 地熱能 開采 天然氣 水合物 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種利用流體循環(huán)方式動用地熱能開采天然氣水合物藏的方法，主要是打一口熱力井貫穿海底水合物層及其下部地熱層，注入流體經(jīng)熱交換后返回水合物藏區(qū)域，利用地熱能促使水合物分解，分解出的天然氣在重力作用下被上方生產(chǎn)井水平射孔段采出。其具體做法為：在海面打一口同心管型熱力井貫穿水合物層及其下部地熱層，在井口油管中注入冷流體，流體在井底進入套管后被地熱層加熱，加熱流體返回水合物層為水合物分解提供能量，用以輔助生產(chǎn)井進行降壓開采。本發(fā)明采用降壓和加熱相結(jié)合的方法，其設(shè)備簡單、操作方便，經(jīng)濟性強，為大規(guī)模開采水合物藏提供指導(dǎo)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種開采海底天然氣水合物的方法，尤指建立一口熱力井利用流體循環(huán)方式動用地熱能開采天然氣水合物藏的方法。
背景技術(shù)
隨著經(jīng)濟技術(shù)的發(fā)展，全世界對能源的需求與日俱增，特別是對石油與天然氣的需求持續(xù)增高，然而常規(guī)油氣資源屬于不可再生資源，隨著常規(guī)油氣資源的不斷減少，非常規(guī)油氣資源開始受到世界各地的廣泛關(guān)注。天然氣水合物又叫可燃冰，是一種分布在海底沉積物或陸域永久凍土中的，由天然氣和水分子組成的類冰狀固體結(jié)晶體。天然氣水合物燃燒只產(chǎn)生二氧化碳和水，不會污染環(huán)境，是一種新型綠色能源。
目前海洋天然氣水合物設(shè)想的開采方法主要有熱激發(fā)開采法、降壓開采法、化學劑注入開采法以及固體開采法。但以上各種開采技術(shù)都有其自身的局限性，如熱激發(fā)開采法熱損失大、熱利用效率低；降壓開采法只有當天然氣水合物藏位于溫壓平衡邊界附近時，才有經(jīng)濟可行性；化學劑注入開采法對天然氣水合物層的作用緩慢，而且費用很高。
研究表明我國南海海底天然氣水合物和地熱資源都十分豐富，如能有效利用地熱資源可避免造成環(huán)境污染，滿足可持續(xù)發(fā)展的要求，然而目前尚沒有提出一種利用地熱能開采天然氣水合物藏的方法，很大程度上制約了天然氣水合物藏的高效開發(fā)。本發(fā)明提出建立一口熱力井開發(fā)地熱能，并將熱能傳遞給水合物層，促進水合物分解，實現(xiàn)利用地熱能開發(fā)天然氣水合物藏的目的，其設(shè)備簡單、操作方便，經(jīng)濟性強，可為大規(guī)模開采水合物藏提供指導(dǎo)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種利用流體循環(huán)方式動用地熱能開采天然氣水合物藏的方法，主要包括以下步驟：
(1)根據(jù)區(qū)塊地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境，選擇海底含有水合物藏且水合物層下部存在地熱層的區(qū)塊作為措施區(qū)域，地熱層溫度在120℃以上；
(2)打兩口井組成一個熱力井及生產(chǎn)井井組，其中熱力井由四部分組成，包括兩個垂直井段、兩個水平井段，不同井段使用不同位置的絕熱層以得到較高的換熱效率，具體鉆井步驟為：鉆垂直井段(1)至水合物層距離頂部位置處，造斜生成長度為500～1500m的水平井段(2)，隨后鉆垂直井段(3)至地熱層中部距離頂部位置處，造斜生成長度在1000m以上水平井段(4)，所述熱力井不射孔，與地層不存在流體交換，其中生產(chǎn)井水平射孔段位于水合物層上部距離頂部位置處且與熱力井水平井段(2)平行并位于其上方；
(3)所述生產(chǎn)井進行降壓開采，控制所述熱力井的流體注入速度為50～150m3/d，采用油管注入套管采出的開發(fā)方式，在其井口油管中注入冷流體，流體到達井底后進入油管與套管間的環(huán)形空間并與地熱層發(fā)生熱交換，加熱流體經(jīng)套管返回水合物層時將攜帶的能量傳遞給水合物，水合物受熱分解，在重力的作用下，分解產(chǎn)生的天然氣經(jīng)所述上方生產(chǎn)井水平射孔段采出；
(4)持續(xù)監(jiān)測生產(chǎn)井的產(chǎn)氣速度，當產(chǎn)氣速度低于1000～2000m3/d時熱力井停止注入，生產(chǎn)井停止開采。
本發(fā)明的有益效果是：
其利用地層深部的地熱能開采天然氣水合物，可以極大地減少開采過程中的注熱成本，大幅提高采收率。本發(fā)明設(shè)備簡單、操作方便，可為水合物開采開辟一條新的途徑。
附圖說明
圖1是熱力井及生產(chǎn)井井組開發(fā)水合物藏示意圖。
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