[發明專利]一種水流侵蝕法輔助的雙分井降壓海洋天然氣水合物開采方法

有效

• 申請號: 202010679677.8
• 申請日: 2020-07-15
• 公開（公告）號: CN111827935B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 宋永臣;趙國鈞;楊明軍;趙越超;孫慧茹;趙佳飛;陳兵兵
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01;E21B43/30;E21B43/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本發明屬于海洋天然氣水合物開采技術領域，一種水流侵蝕法輔助的雙分井降壓海洋天然氣水合物開采方法。開采井底部近水合物儲層鉆雙分井開采井，分井底部均安裝機械防砂裝置；雙分井同時作業，當某分井與開采井連通用于降壓開采時，另一分井則用于水流侵蝕輔助開采；通過選擇開關可對調兩分井筒模式，原降壓開采分井轉換為水流侵蝕輔助開采分井，同時此分井離心泵開啟，將海底海水注入水合物儲層；反向注水不僅可以輔助開采，也可以排除分井筒內積砂；原水流侵蝕輔助開采分井內積砂量極少甚至沒有，與開采井連通后轉換為降壓開采分井，又可使產氣量達到要求；當產氣量不足時繼續通過選擇開關轉換兩分井模式，實現海底天然氣水合物的持續高效開采。

技術領域

本發明屬于海洋天然氣水合物開采技術領域，涉及一種水流侵蝕法輔助的雙分井降壓海洋天然氣水合物開采方法。

背景技術

天然氣水合物是一種具有巨大能量儲備的能源，不僅具有高效、高能量聚集等特點，而且是一種環境友好型能源，因此很多國家都已研究開展了對天然氣水合物的試采工作。主要使用的開采技術為降壓法和注熱法。根據開采效果看，降壓法是最簡單、經濟的開采方法，降壓法為主，結合以其他輔助開采方法效果更好。

試采過程中出砂問題是制約水合物高效開采的關鍵因素，不同的水合物藏適用的防砂手段不同，中國南海試采中使用的“固態流化技術”雖然最大程度的避免了出砂，但產量難以達到商業開采規模；采用機械防砂手段有望達到商業開采規模，但由于不能完全抑制出砂因此難以實現持續高效開采。

本發明針對目前天然氣水合物開采方法中的出砂問題，提出了一種新的天然氣水合物開采方法。

發明內容

本發明針對目前天然氣水合物開采中的出砂問題，使用對稱的雙分井開采井，兩分井可通過選擇開關控制分井與開采井是否連通，連通的分井用于降壓開采，不連通的分井用于水流侵蝕輔助開采，并且水流可以排出分井井筒內積砂。當由于出砂導致產氣量不能滿足開采要求時，通過控制開關控制轉換兩分井與開采井的接通狀態，同時開啟與開采井不連通分井的離心泵，進行反向注水實現水流侵蝕加速水合物的分解并排出井筒內積砂，可實現對天然氣水合物的高效、可持續開采，有利于實現天然氣水合物的大規模商業化開采。

本發明的技術方案：

一種水流侵蝕法輔助的雙分井降壓海洋天然氣水合物開采方法，包括以下步驟：

(1)選好鉆井位置，采用雙分井開采井，兩個分井對稱分布，分井底部均有機械防砂裝置，且均連接離心泵；雙分井中間有選擇開關，當選擇開關關閉某一分井時，此分井與開采井處于不連通狀態，另一分井則與開采井處于連通狀態，在海上開采平臺即可控制轉換選擇開關；

(2)與開采井連通的分井筒用于降壓開采水合物，將水合物分解產生的氣和水輸送至海上開采平臺；離心泵固定于海底，將海水注入與開采井不接通的分井中，用于水流侵蝕輔助開采，且與開采方向相反的水流動將分井井筒內的積砂排出；

(3)開采一定時間后，由于機械防砂裝置不能完全抑制砂粒流入分井井筒，出砂導致產氣量不能滿足開采要求；此時控制選擇開關將另一分井與開采井連通，同時關閉此分井筒的離心泵，此分井筒用于降壓開采水合物；同時之前用于降壓開采的分井筒與開采井處于不連通狀態，離心泵啟動，將海底海水反向注入此分井筒中，水流侵蝕將加快水合物的分解，分井井筒內積砂被排出；

(4)當產氣量低于要求值時，通過控制轉動選擇開關位置，改變兩分井與開采井的連通狀態，同時改變離心泵的開關狀態，兩個分井輪流用于開采和水流侵蝕輔助開采并除砂，實現天然氣水合物持續高效開采。

本發明的有益效果：一種水流侵蝕法輔助的雙分井降壓海洋天然氣水合物開采方法結合了天然氣水合物降壓及水流侵蝕開采的方法，利用降壓法實現大規模的開采，利用水流侵蝕法輔助開采并帶走井筒中的積砂，為實現水合物的可持續高效的商業開采提供了可行的方法。

附圖說明

圖1是本發明的開采方法示意圖。