[發明專利]一種穩固地層的天然氣水合物聯合開采方法及裝置

有效

• 申請號: 202110627142.0
• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113294126B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 歐芬蘭;許振強;于彥江;李彬;申凱翔;史浩賢;陳靚;于浩雨;黃芳飛;寧波
• 申請（專利權）人: 廣州海洋地質調查局
• 主分類號: E21B43/01
• 分類號: E21B43/01;E21B43/26
• 代理公司: 北京金宏來專利代理事務所(特殊普通合伙) 11641
• 代理人: 李東梅

1.一種穩固地層的天然氣水合物聯合開采方法，其特征在于，所述聯合開采方法包括：

固井步驟：搭建海上開采平臺和注入平臺，分別布設與開采平臺連接的開采井和與注入平臺連接的注氣井，其中，所述開采井水平段布設于上覆蓋層和水合物儲層交界位置處，所述注氣井水平段布設于水合物儲層內并位于所述開采井水平段下方；

注氣井壓裂步驟：在注氣井下入射孔壓裂聯作工具，注入二氧化碳熱介質對注氣井水平段進行射孔壓裂作業，注氣井燜井進行置換反應；

開采井壓裂步驟：在開采井下入生產管柱和定向水力射孔壓裂工具，向生產管柱注入支撐材料、熱海水和采出地層水，對開采井下伏的水合物儲層進行射孔壓裂作業，形成高導流通道用于連通開采井水平段和注氣井水平段之間的水合物儲層；

抽取步驟：在開采井下入生產套管，抽取出天然氣和殘余的二氧化碳氣體。

2.根據權利要求1所述的穩固地層的天然氣水合物聯合開采方法，其特征在于，在所述抽取步驟之后，所述聯合開采方法還包括：

打開注氣井，重復所述注氣井壓裂步驟、開采井壓裂步驟和抽取步驟，直至開采結束。

3.根據權利要求1所述的穩固地層的天然氣水合物聯合開采方法，其特征在于，所述注氣井水平段位于水合物儲層從上至下厚度的三分之二處。

4.根據權利要求1所述的穩固地層的天然氣水合物聯合開采方法，其特征在于，在所述注氣井壓裂步驟之前，所述聯合開采方法還包括：

降壓開采步驟：在注氣井下入生產套管，進行降壓開采，當水合物儲層的壓力降至水合物儲層溫度對應甲烷水合物相平衡壓力的15%以下時，停止降壓開采。

5.根據權利要求1所述的穩固地層的天然氣水合物聯合開采方法，其特征在于，所述注氣井壓裂步驟具體包括：

在注氣井下入射孔壓裂聯作工具，注入二氧化碳熱介質對注氣井水平段進行射孔壓裂作業，檢測注氣井水平段的溫壓數據；

在注氣井水平段的溫壓數據達到二氧化碳水合物生成的相平衡條件時，停止注入二氧化碳熱介質；

注氣井燜井進行置換反應。

6.根據權利要求5所述的穩固地層的天然氣水合物聯合開采方法，其特征在于，所述開采井壓裂步驟具體包括：

在注氣井水平段的溫壓數據達到甲烷水合物生成的臨界相平衡條件時，在開采井下入生產管柱和定向水力射孔壓裂工具，向生產管柱注入支撐材料、熱海水和采出地層水，對開采井下伏的水合物儲層進行射孔壓裂作業，形成高導流通道用于連通開采井水平段和注氣井水平段之間的水合物儲層。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的穩固地層的天然氣水合物聯合開采方法，其特征在于，所述二氧化碳熱介質包括氣態二氧化碳、液態二氧化碳、乳液二氧化碳、超臨界二氧化碳或者二氧化碳混合氣中一種或多種。

8.一種穩固地層的天然氣水合物聯合開采裝置，其特征在于，所述聯合開采裝置包括設置于海上的開采平臺和注入平臺、與開采平臺連接的開采井、與注入平臺連接的注氣井，所述開采井水平段設置于上覆蓋層和水合物儲層交界位置處，所述注氣井水平段設置于水合物儲層內并位于所述開采井水平段下方；

所述聯合開采裝置還包括：

射孔壓裂聯作工具，用于下入注氣井，注入二氧化碳熱介質對注氣井水平段進行射孔壓裂作業；

生產管柱和定向水力射孔壓裂工具，用于下入開采井，向生產管柱注入支撐材料、熱海水和采出地層水，對開采井下伏的水合物儲層進行射孔壓裂作業，形成高導流通道用于連通開采井水平段和注氣井水平段之間的水合物儲層；

生產套管，用于下入開采井，抽取出天然氣和殘余的二氧化碳氣體；

所述聯合開采裝置還包括設置于所述開采平臺上的第一氣液分離存儲設備、設置于所述開采平臺上并與所述第一氣液分離存儲設備連通的第一儲氣罐、設置于所述開采平臺上的水力射孔壓裂設備、設置于所述開采平臺上并與所述水力射孔壓裂設備連通的儲液加熱設備；

所述聯合開采裝置還包括設置于所述注入平臺上的第二氣液分離存儲設備、設置于所述注入平臺上與所述第二氣液分離存儲設備連通的第二儲氣罐、設置于所述注入平臺上的射孔壓裂聯作設備、以及設置于所述注入平臺上與所述第二氣液分離存儲設備連通的儲液罐。