[發(fā)明專利]一種天然氣水合物復合開采方法

有效

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• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111255419B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設計）人: 李清平;周守為;周建良;程遠方;謝仁軍;龐維新;黃婷
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司;中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01;E21B43/16;E21B43/30;E21B43/08;E21B43/04;E21B43/34;E21B21/08;E21B7/12;E21B7/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權代理有限公司 11245
• 代理人: 王春霞

本發(fā)明公開了一種天然氣水合物復合開采方法。所述開采方法包括如下步驟：在待開采天然氣水合物的地層處設置開采井、注入井A和B，且注入井A和B設于開采井的兩側；通過井B向天然氣水合物儲層下放固態(tài)破碎鉆機及輔助設備，鉆至儲層后，鉆孔轉為平行于水平線繼續(xù)鉆進以破碎儲層；關閉開采井，控制二氧化碳控制平臺，通過井A向天然氣水合物儲層注入二氧化碳；控制鉆井液控制平臺，通過井B向天然氣水合物儲層注入鉆井液；打開開采井，將儲層內產(chǎn)生的天然氣抽采至海上平臺。本發(fā)明利用二氧化碳水合物穩(wěn)定性好的優(yōu)點，保證地層的穩(wěn)定，避免了地質災害和水合物大量分解，同時通過鉆井液提供有利的反應條件有效提高了天然氣水合物的產(chǎn)量。

技術領域

本發(fā)明涉及一種天然氣水合物復合開采方法，屬于天然氣水合物開采技術領域。

背景技術

天然氣水合物是一種由天然氣與水在一定溫度和壓力條件下形成的類冰狀固體，俗稱可燃冰，主要分布于大陸邊緣海底之下0～1100m的沉積物中。由于天然氣水合物具有分布非常廣泛、儲量巨大、能量密度大的特點，是繼頁巖氣、致密氣、煤層氣等之后潛力巨大的接替能源，因此具有廣闊的發(fā)展前景。

目前，天然氣水合物的開采方法主要有：注熱開采法、降壓開采法、注化學試劑開采法，固態(tài)流化開采法等。水合物開采難度很大，開采過程中稍有不慎天然氣水合物就會大量分解，引起地質災害。二氧化碳置換法具有獨特的優(yōu)勢，在置換過程中二氧化碳水合物的生產(chǎn)和天然氣水合物的分解同時進行，且形成的二氧化碳水合物性質穩(wěn)定。二氧化碳置換法既可以保持地層穩(wěn)定又可以將二氧化碳固定到天然氣水合物地層中，有利于緩解溫室效應，因此二氧化碳應用于天然氣水合物開發(fā)影響意義深遠；但二氧化碳置換反應有緩慢、置換效率低等缺點，不易廣泛使用，目前已經(jīng)成為制約天然氣水合物安全高效開采的一個亟需解決的問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種天然氣水合物復合開采方法，本發(fā)明利用二氧化碳水合物穩(wěn)定性好的優(yōu)點，保證地層的穩(wěn)定，避免了地質災害和水合物大量分解，同時通過鉆井液提供有利的反應條件有效提高了天然氣水合物的產(chǎn)量。

本發(fā)明所提供的天然氣水合物復合開采方法，包括如下步驟：

1)在待開采天然氣水合物的地層處設置開采井、注入井A和注入井B，且所述注入井A和所述注入井B設于所述開采井的兩側；

所述注入井A的井口端設有二氧化碳控制模塊，所述二氧化碳控制平臺用于向所述注入井A注入二氧化碳；

所述注入井B的井口端設有鉆井液控制平臺，所述鉆井液控制平臺用于向所述注入井B注入鉆井液；

2)通過所述注入井B向天然氣水合物儲層下放固態(tài)破碎鉆機及輔助設備，利用鉆桿鉆至天然氣水合物儲層后，鉆孔轉為平行于水平線繼續(xù)鉆進以破碎所述天然氣水合物儲層，為后續(xù)置換提高反應面積；

3)關閉所述開采井，控制所述二氧化碳控制平臺，通過所述注入井A向所述天然氣水合物儲層注入二氧化碳；控制所述鉆井液控制平臺，通過所述注入井B向所述天然氣水合物儲層注入鉆井液；

4)打開所述開采井，將所述天然氣水合物儲層內產(chǎn)生的天然氣抽采至海上平臺。

上述的復合開采方法中，所述開采井的頂端設有關井裝置，底部設有防砂篩網(wǎng)；所述紡砂篩網(wǎng)包括第一層防砂篩網(wǎng)和第二層防砂篩網(wǎng)，以及填充于所述第一層防砂篩網(wǎng)和所述第二層防砂篩網(wǎng)之間的礫石，通過大螺絲與特制井筒固定，生產(chǎn)中可根據(jù)不同地質條件進行更換。

上述的復合開采方法中，步驟3)中，關閉所述開采井進行燜井，使得二氧化碳在一定溫度、壓力下(該溫度、壓力位于天然氣水合物相平衡曲線的下方和二氧化碳水合物相平衡曲線的上方，不同井的溫度、壓力條件不同，需要依據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行確定)與破碎的水合物進行充分的置換反應，有充分的反應時間、接觸面積和有利的反應條件。

上述的復合開采方法中，步驟4)中，將抽采的天然氣經(jīng)分離后加壓液化儲存于儲存罐中；