[發(fā)明專利]一種天然氣水合物儲層直增平采開采方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010650695.3
• 申請日: 2020-07-08
• 公開（公告）號: CN111764871A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉建良;秦緒文;謝文衛(wèi);邱海峻;申凱翔;于彥江;王偲
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01;E21B7/04;E21B43/30;E21B7/28;E21B7/18;E21B43/04;E21B43/10
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本發(fā)明涉及海域天然氣水合物開采工藝的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種天然氣水合物儲層直增平采開采方法,采用水平井降壓開采，輔以直井增產(chǎn)的一種方法，通過建立若干高導(dǎo)流滲流區(qū)域，增加水平井降壓開發(fā)體積，為水合物儲層開發(fā)增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和提高儲量動用率提供一種有效的開采方法；包括以下步驟：S1生產(chǎn)水平井鉆井；S2增產(chǎn)直井鉆進、擴徑、填砂和封井；S3重復(fù)進行若干口增產(chǎn)直井的鉆進、擴徑、填砂和封井；S4生產(chǎn)水平井分段改造，溝通相鄰增產(chǎn)直井；S5生產(chǎn)水平井依次下入防砂篩管和生產(chǎn)管柱。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海域天然氣水合物開采工藝的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種天然氣水合物儲層直增平采開采方法。

背景技術(shù)

天然氣水合物是由水與氣體分子(以甲烷為主)在低溫高壓級氣體濃度大于起溶解度條件下形成的貌似冰的結(jié)晶狀固體物質(zhì)，俗稱“可燃冰”。依據(jù)科學(xué)家最新和較為保守的估算，全球海洋和陸地上已發(fā)現(xiàn)的天然氣水合物礦藏所蘊藏的甲烷氣體約為(1-5)×10¹⁵m³，超過全世界天然氣的總儲量。隨著人類發(fā)展對能源需求的不斷增加以及對環(huán)境氣候的重視，天然氣水合物被認為極有可能成為未來最有遠景的新型清潔接替能源，所以引起了世界各國的廣泛關(guān)注。

當(dāng)前天然氣水合物開采方法主要包括注熱開采、降壓開采、注化學(xué)藥劑開采、置換開采等，其中注熱開采注入熱量利用率極低，開采效率低；注化學(xué)藥劑開采費用昂貴，且運輸不當(dāng)試劑發(fā)生泄露，容易污染環(huán)境；置換開采反應(yīng)緩慢，置換效率低等特點，不易廣泛應(yīng)用。目前，世界上主要的開采方法以降壓法為主，但是由于降壓法開采過程中，受儲層孔滲性的影響，降壓開采作用半徑有限，往往出現(xiàn)初期產(chǎn)量高，而穩(wěn)產(chǎn)效果差的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明公開一種天然氣水合物儲層直增平采開采方法，采用水平井降壓開采，輔以直井增產(chǎn)的一種方法，通過建立若干高導(dǎo)流滲流區(qū)域，增加水平井降壓開發(fā)波及體積，為水合物儲層開發(fā)增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和提高儲量動用率提供一種有效的開采方法。

本發(fā)明的一種天然氣水合物儲層直增平采開采方法，包括以下步驟：

S1生產(chǎn)水平井鉆井：結(jié)合水合物礦體橫向和縱向展布特征，綜合考慮生產(chǎn)水平井與相鄰增產(chǎn)直井井距以及生產(chǎn)套管、防砂篩管和生產(chǎn)管柱的規(guī)格尺寸，優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)和井眼軌跡，采用合適的鉆具組合實施水平井鉆進，并懸掛生產(chǎn)套管完井；

S2增產(chǎn)直井鉆進、擴徑、填砂和封井：所述增產(chǎn)直井位于生產(chǎn)水平井水平段井眼軸向垂直方向一定距離。首先，采用一趟鉆鉆進至水合物層下覆遮擋層后起鉆；其次，組裝并下入旋噴射流工具對水合物層段進行水力旋噴擴徑改造，并替換高性能完井液清洗和保護井眼；再次，填砂充填水合物層段擴徑井段及下部井段；最后，注入水泥封固水合物頂上部井段；

S3重復(fù)進行若干口增產(chǎn)直井的鉆進、擴徑、填砂和封井：在步驟S2基礎(chǔ)上，垂直于生產(chǎn)水平井井眼軸向一定距離，在平行于水平井井眼軸向方向，依次鉆進多口增產(chǎn)直井，并采用旋噴射流工藝擴大水合物儲層井眼半徑，填砂充填后注水泥封固上部井段；

S4生產(chǎn)水平井分段改造，溝通相鄰增產(chǎn)直井：根據(jù)步驟S3中所述直井井位，采用水平井分段逐級改造的方法，建立生產(chǎn)水平井與增產(chǎn)直井之間滲流孔道，溝通所有相鄰直井填砂井段，建立生產(chǎn)水平井與增產(chǎn)直井之間的高導(dǎo)流滲流通道；

S5生產(chǎn)水平井依次下入防砂篩管和生產(chǎn)管柱：在所述步驟S4基礎(chǔ)上，生產(chǎn)水平井中置入并懸掛防砂篩管，并在篩管內(nèi)下入生產(chǎn)管柱后進行降壓生產(chǎn)。

進一步地，步驟S1中所述生產(chǎn)水平井采用套管不固井完井，所述懸掛生產(chǎn)套管完井可以選擇井口懸掛或井下懸掛，所述生產(chǎn)套管需滿足所述防砂篩管和所述生產(chǎn)管柱下入要求。

進一步地，步驟S2中所述增產(chǎn)直井采用裸眼完井，所述增產(chǎn)直井與生產(chǎn)水平井的距離小于旋噴射流半徑與儲層改造半徑之和，所述高性能完井液用以維護井眼井壁穩(wěn)定，所述增產(chǎn)直井填砂采用高砂比高密度陶粒或石英砂充填，填砂井段高度需高于水合物儲層頂部深度。