[發明專利]一種天然氣水合物安全開采方式

有效

• 申請號: 202110100310.0
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112796713B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 閆傳梁;李振琦;程遠方;姜傳祥;李淑霞;陸程
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01;E21B43/26;E21B43/22;E21B43/08;E21B43/30
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 趙春利

1.一種天然氣水合物安全開采方式，其特征是包括如下步驟：

（1）預開發區塊地質調查：在海床（2）上調查預開發區塊的地質背景、礦體儲集特征、鄰井資料，以確定水合物儲層參數、生產井波及半徑；

（2）預開發區塊井位部署：井組的開發井數量根據預開發區塊水合物儲層（3）的面積和單井控制有效半徑共同確定，相鄰的井間隔100-150米；

（3）進行井眼軌跡優選：基于預開發區塊的儲層特征，進行井眼軌跡優選，確定井身結構，開發井的井型可以是直井、水平井、定向井或叢式井；

（4）根據井位部署間隔鉆第一批生產井（4-1、4-3、4-5），對開發區塊進行儲層改造，采用降壓法進行生產；

（5）生產結束，填充井底空洞；

（6）根據井位部署在第一批生產井的井間位置鉆第二批生產井（4-2、4-4），對開發區塊進行儲層改造，采用降壓法進行生產；

（7）當天然氣產量遞減至無經濟效益時停止生產。

2.根據權利要求1所述的天然氣水合物安全開采方式，其特征是：所述的步驟（4）、（6）中儲層改造采用液氮輔助增脆壓裂技術，通過壓裂管柱將高壓液氮注入到天然氣水合物儲層，利用液氮的低溫特性增加水合物儲層脆性，高壓液氮使天然氣水合物儲層產生破裂，注入的液氮攜帶支撐劑，以進一步提高滲透性。

3.根據權利要求1所述的天然氣水合物安全開采方式，其特征是：在步驟（4）、（6）中開發井集氣口處安裝防砂裝置，防砂裝置由多層篩網和填充礫石組成。

4.根據權利要求3所述的天然氣水合物安全開采方式，其特征是：所述的防砂裝置由兩層篩網和填充礫石組成，外層選用孔徑20μm篩網，內層選用直徑10μm篩網，在兩層篩網內部填充有粒徑25～100μm礫石。

5.根據權利要求1所述的天然氣水合物安全開采方式，其特征是：所述的步驟（5）中，當天然氣產量遞減至無經濟效益后結束生產，向開發井井底注入水泥填充開采空洞及壓裂縫，保留海底泥線以下生產管柱后棄井。

6.根據權利要求1所述的天然氣水合物安全開采方式，其特征是：所述的步驟（6）中，根據第一批井的實際生產波及半徑和空洞填充情況對第二批井井位進行修正，在第一批井井間位置鉆第二批井，第二批井與第一批井井口位置分散布置，以保證第二批井的井口穩定。

7.根據權利要求1所述的天然氣水合物安全開采方式，其特征是：在開發井的井底裝配填充效果監測系統（5），填充效果監測系統（5）由聲接發裝置（14）、探地雷達GPR（15）、信號傳輸裝置（16）和信號處理裝置（17）組成，聲接發裝置（14）、探地雷達GPR（15）安設在注入管道（13）的下端，并通過信號傳輸裝置（16）連接到地面的信號處理裝置（17），通過聲接發裝置（14）、探地雷達GPR（15）對地層空洞及壓裂縫進行探測，通過信號傳輸裝置（16）將探測信息傳輸到信號處理裝置（17）對地層空洞及壓裂縫的填充效果進行評判，根據信號處理裝置（17）處理后的結果對填充參數進行反饋，直到達到填充要求。

8.根據權利要求3所述的天然氣水合物安全開采方式，其特征是：在生產過程中構建了監測范圍包括井下、水中和大氣的全方位環境監測體系，海底分布的海底沉降監測儀（6）用來監測海底是否發生滑坡、沉降，井口、水中、大氣中分布的甲烷檢測儀（7）監測是否發生甲烷泄漏。

9.根據權利要求1所述的天然氣水合物安全開采方式，其特征是：開發井在海底斜坡上垂直于斜坡方向平行分布。