[發明專利]一種干熱巖層與水合物儲層聯合開采方法

在審

• 申請號: 201910977219.X
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110805412A
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 李占東;劉建輝;李中;張海翔;董釗;劉淑芬;郭永賓;孟文波
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01;E21B43/38;F24T10/10
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司 23115
• 代理人: 李建華

一種干熱巖層與水合物儲層聯合開采方法。包括如下步驟：（1）在區域中心布置綜合井，在周圍部署返排井；（2）在井中位于水合物儲層和干熱巖層的部分分別射孔；（3）通過綜合井中的油管將海水注入干熱巖層；（4）經干熱巖層加熱后的海水經由四口返排井上返至水合物儲層，使水合物儲層升溫，水合物分解；（5）水合物的分解產物流入綜合井的套管和油管的環空內，經由氣液分離器進行井下氣液分離；（6）氣液分離器分離出的氣體通過綜合井的套管采出，分離出的液體進入綜合井的油管，隨海水被注入至干熱巖層。本方法通過海水介質將干熱巖層中的熱能傳遞至水合物儲層，實現了干熱巖層與水合物儲層能量的綜合利用。

技術領域

本發明涉及天然氣水合物的熱力學開采方法，具體涉及一種基于同井注采工藝的海底干熱巖層與水合物儲層聯合開采方法，屬于天然氣水合物開采技術領域。

背景技術

天然氣水合物具有巨大的開發潛力和應用前景，是一種高效、清潔、無污 染的天然氣體，被認為是未來石油天然氣的替代品之一。針對天然氣水合物的 理化性質以及所在的地質條件，目前所提出的開采方法主要有注熱法、抑制劑 注入法、固體流化法、降壓法、CO₂置換開采法等。但是這些方法還都無法實現 對干熱巖層與水合物儲層的聯合開采。研究出一種可對干熱巖層與水合物儲層 進行聯合開采的有效方法十分必要。

發明內容

為了解決背景技術中所提到的技術問題，本發明提供一種干熱巖層與水合物儲層聯合開采方法，該種聯合開采方法通過海水介質將干熱巖層中的熱能傳遞至水合物儲層，實現了干熱巖層與水合物儲層的綜合利用，因地制宜，科學合理；另外，該方法中的綜合井通過同井注采工藝將油管注水、套管采氣集于一體，實現了井的多功能利用，降低了鉆井成本，在實際開采作業中具有很強的實用性價值。

本發明的技術方案是：該種干熱巖層與水合物儲層聯合開采方法，包括如下步驟：

第一步，確定措施區域，所述措施區域需滿足以下條件：需為水合物儲層下部發育有干熱巖層的海域，其中水合物儲層的厚度要在15米以上，干熱巖層的平均溫度高于120℃；

第二步，根據五點法井網部署規則，在第一步確定的措施區域中心布置至少一口綜合井，在所述綜合井的周圍部署至少四口返排井；所述綜合井和返排井需要貫穿上覆巖層、水合物儲層以及水平夾層，并延伸至距離干熱巖層底部至少三分之一位置處；

第三步，在全部綜合井和返排井中位于水合物儲層和干熱巖層的部分分別進行射孔和壓裂作業，以使得全部綜合井和返排井的套管內腔與水合物儲層和干熱巖層之間可分別實現液體的流動；

第四步，在綜合井的套管內腔中下入綜合井油管，所述綜合井油管的頂端開有海水注入口并配置有電泵機組，所述綜合井油管的底端開口，位于所述綜合井對應干熱巖層的射孔處；在綜合井的套管頂端置有氣液分離器，所述氣液分離器的分離介質入口與綜合井的套管和油管之間的環形空間相連通，所述氣液分離器的氣相出口連接至所述綜合井的氣相采出通道內，所述氣液分離器的液相出口連接至所述綜合井油管頂端的海水注入口；

第五步，在返排井的套管內腔中下入返排井油管，所述返排井油管的頂端封閉并配置有電泵機組；所述返排井油管的中段對應水合物儲層的位置處開有連通孔；所述返排井油管的底端開口，位于所述返排井對應干熱巖層的射孔處；在所述返排井的油管與套管之間，位于水合物儲層頂部的位置安裝封隔器；

第六步，啟動綜合井中的電泵機組將經過凈化處理后的海水注入干熱巖層；

第七步，經干熱巖層加熱后的海水經由四口返排井上返至水合物儲層，使水合物儲層升溫，水合物分解；

第八步，經由第七步獲得的水合物分解產物流入綜合井的套管和油管的環空內，經由氣液分離器進行井下氣液分離；

第九步，經氣液分離器分離出的氣體通過綜合井的套管采出，分離出的液體進入綜合井的油管，隨海水復被注入至干熱巖層。