[發明專利]一種耦合破碎溶液沖洗開采海洋天然氣水合物藏的方法

有效

• 申請號: 201810312281.2
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108661607B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 劉煌;詹思源;郭平;趙金洲
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01;E21B43/22;E21B43/36
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明公開了一種耦合破碎溶液沖洗開采海洋天然氣水合物藏的方法，包括：（1）對水合物儲層進行降壓作業，將儲層壓力降到天然氣水合物相平衡壓力以上1?2MPa，開采出儲層中的游離氣和孔隙水；（2）對水合物儲層進行破碎作業，在儲層中形成多條破碎通道或破碎區域，破碎通道或破碎區域之上仍保留一定厚度的水合物?沉積物膠結層；（3）從注入井將含水合物阻聚劑的油溶液注入到破碎通道或破碎區域中，水合物阻聚劑使水合物儲層砂粒表面膠結的水合物、砂粒之間的水合物脫落并分散在油中形成水合物/油漿液；（4）從開采井將水合物/油漿液采出并進行固?液分離。本發明原理可靠，對實現天然氣水合物資源高效、安全開采具有十分重要的意義。

技術領域

本發明涉及開采天然氣水合物藏的方法，特別是涉及一種耦合破碎溶液沖洗開采海洋天然氣水合物藏的方法。

背景技術

天然氣水合物是在一定條件下由天然氣和水分子形成的籠形晶狀固體物質，廣泛分布于世界各大洋邊緣海域的大路坡、盆地以及陸地凍土環境。天然氣水合物作為一種儲量豐富的清潔能源，其巨大的開采價值已經引起了越來越多的關注。

基于實驗室研究結果，研究者們提出了一系列水合物開采技術，包括降壓法、熱激發法、化學抑制劑法、CO₂置換法等。這些方法均表現出了各自的局限性，如降壓法可能會導致儲層不穩定，熱激發法熱效率低，注化學劑法成本高、易污染，且這三種方法均存在水合物分解氣在沉積層中逸散的風險。CO₂置換法開采速率很低。對現有天然氣水合物開采技術進行優化或開發出新型、經濟的天然氣水合物開采技術是目前的一個研究熱點。

相對于自然界中豐富的天然氣水合物資源，在油氣運輸領域氣體水合物的生成會造成油氣運輸管道的堵塞，當往被水合物堵塞的油氣運輸管道中注入含水合物阻聚劑的油溶液后，經過一段時間，聚集的水合物會從管道壁上脫落并分散在油溶液中形成具有良好流動性的水合物/油漿液。其中水合物阻聚劑的作用是利用其親水基團把水合物從管壁上置換下來，同時弱化水合物顆粒之間的作用力，使得水合物以顆粒形式分散在油溶液中形成漿液。與常規管道一致，水合物儲層中的沉積砂粒也是親水的，也能夠采用合適溶液將儲集層中天然氣水合物清洗下來。針對目前天然氣水合物開采技術開采速率慢、水合物分解氣易逸散等問題，本發明提出一種耦合破碎溶液沖洗開采海洋天然氣水合物藏的方法，旨在解決目前海洋天然氣水合物開采所面臨的重大技術難題, 對促進實現天然氣水合物資源高效、安全開采具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耦合破碎溶液沖洗開采海洋天然氣水合物藏的方法，該方法原理可靠，既能在水合物儲層壓力下保壓開采，又能讓大部分沉積砂粒保留在儲層原位，有效保證了儲層穩定性；同時，水合物以固體顆粒采出后，可對分離出的固體水合物進行直接運輸，具有廣闊的應用前景。

為達到以上技術目的，本發明提供以下技術方案。

一種耦合破碎溶液沖洗開采海洋天然氣水合物藏的方法，依次包括以下步驟：

（1）對海洋天然氣水合物儲層進行降壓作業，將儲層壓力降到儲層溫度下天然氣水合物相平衡壓力以上1-2MPa，開采出儲層中的部分游離氣和孔隙水；

（2）采用破碎裝置對水合物儲層進行破碎作業，在儲層中形成多條破碎通道或破碎區域，破碎通道或破碎區域之上，即水合物儲層頂部仍保留一定厚度的水合物-沉積物膠結層；

（3）從注入井將含水合物阻聚劑的油溶液注入到破碎通道或破碎區域中，燜井一段時間，水合物阻聚劑的存在會促使水合物儲層砂粒表面膠結的水合物、砂粒之間的水合物脫落并分散在油中形成水合物/油漿液；

（4）從開采井將水合物/油漿液采出并進行固-液分離，對分離出的固態水合物直接運輸。