CN104806205B - 一种陆域天然气水合物开采的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种陆域天然气水合物开采的方法，该方法通过在天然气水合物分布中心区域构筑竖直开采井，构筑若干口与竖直开采井对接并贯穿各天然气水合物藏的斜井，利用降压法同时开采多个不贯通的天然气水合物藏，提高采气效率。本发明结合陆域天然气水合物层分布不集中的特点，实现了同时开采多个天然气水合物层，以达到经济、高效开采天然气水合物层的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种天然气水合物开采方法，尤其是涉及一种陆域天然气水合物开采的方法，属于能源技术领域。
背景技术
天然气水合物是指天然气与水在特定温度和压力(低温高压)下生成的一种笼型晶体物质，似冰雪状，因其可以点燃，故俗称为“可燃冰”。研究初期，主要是为了抑制输气管道中天然气水合物的生成，但随着经济不断发展，能源需求日益增加，能源短缺日趋加剧，因此天然气水合物逐步引起了国内外科学家的关注，并进行了相关的勘探、开采与实验研究。作为一种高密度能源，天然气水合物分布广、储量大和埋藏浅，成为21世纪理想的替代能源。随着对天然气水合物开采理论与方法研究的逐步深入，商业开采也越来越接近可能。
天然气水合物主要分布在海洋、湖泊与冻土区，基于水合物的特点，它与常规能源的开发不同，当温压条件发生变化时，天然气水合物可能会发生相变，从固体变为气体，如何经济、安全、高效和环境友好开采天然气水合物，这是在天然气水合物开采中遇到的一个难题。目前，天然气水合物的开采方法主要有降压法、热激发、化学试剂法以及这三种方法的综合应用，其基本思路是人为的打破天然气水合物存在的温压平衡条件，使天然气水合物发生分解，然后将天然气采至地面。前苏联、加拿大、美国和日本均进行过试采工程，并获得了成功，但还没有达到商业化开采的程度。
各国学者们对天然气水合物钻采技术已进行较深入研究，其中多为竖井和水平井开采方式。2002年，在加拿大马更些三角洲天然气水合物藏试开采中，采用竖直井对六个层段进行降压开采，并在其中四个层段取得成功，2011年，中国青海木里盆地的天然气水合物试开采通过竖直井利用降压法成功开采出天然气，。孙宝江在专利CN102704902A中提出了通过在水合物层构筑水平井增加水合物层导流能力，利用加热、降压和注化学试剂开采天然气水合物的方法，陈朝阳在专利CN101016841A中提出了通过构筑水平井加热开采天然气水合物的方法，并介绍了开采装置。
由于陆域天然气水合物横向分布规律不明显，天然气水合物藏分散于不同区域，水平井难以贯穿区域内所有水合物藏，且水合物储层的导流渗透性较差，采用上述的方法开采天然气水合物并不能取得较为理想的效果。
发明内容
针对以上现有技术的问题，本发明提供了一种陆域天然气水合物开采的方法，该方法通过构筑一口竖直开采井和多口贯穿天然气水合物藏的斜向对接井，同时开采多个天然气水合物藏，为实现天然气水合物高效、大规模开采提供了一种新方法。
本发明的方法包括以下步骤：
(一)、竖直开采井和斜向对接井的构建：
在天然气水合物藏分布中心区域构筑一口竖直开采井和若干口贯穿多个天然气水合物层的斜井，各斜井经过天然气水合物层后与竖直开采井对接，钻井完成后进行固井和完井；完井后下入监测仪器，监测仪器连接到地表的数据采集与处理系统。所述的监测仪器为温度传感器或压力传感器。
(二)、降压开采：
将竖直开采井内抽水至水位低于天然气水合物层，天然气水合物层压力降低开始分解，各天然气水合物层产出气体通过斜井抽至地表，竖直井所贯穿天然气水合物层产出气体通过竖直井抽至地表；
(三)、气、水分离：
将开采出的气体通过气液分离装置进气、水分离，获得天然气。获得的天然气存于储存罐中。
附图说明
图1为本发明的开采示意图。
具体实施方式
本发明的方法包括以下步骤：请参见图1所示，
(一)、竖直开采井和斜井的构建：
构筑一口竖直开采井(1)和贯穿第一天然气水合物层6、第二天然气水合物层7、第三天然气水合物层8、第四天然气水合物层9、第五天然气水合物层10和第六天然气水合物层11的第一斜井18、第二斜井19、第三斜井20和第四斜井21，竖直开采井(1)位于需开采的第一天然气水合物层6、第二天然气水合物层7、第三天然气水合物层8、第四天然气水合物层9、第五天然气水合物层10和第六天然气水合物层11的中心区域，第一斜井18、第二斜井19、第三斜井20和第四斜井21经过第一天然气水合物层6、第二天然气水合物层7、第三天然气水合物层8、第四天然气水合物层9、第五天然气水合物层10和第六天然气水合物层11后与竖直开采井(1)对接，第一斜井18、第二斜井19、第三斜井20和第四斜井21的分布根据第一天然气水合物层6、第二天然气水合物层7、第三天然气水合物层8、第四天然气水合物层9、第五天然气水合物层10和第六天然气水合物层11的具体位置确定；钻井完成后完井，在天然气水合物层段下入花管，在第一斜井18、第二斜井19、竖直开采井(1)、第三斜井20和第四斜井21的孔口分别以第一孔口固井装置24、第二孔口固井装置25、第三孔口固井装置26、第四孔口固井装置27和第五孔口固井装置28进行固井密封，在第一斜井18、第二斜井19、第三斜井20和第四斜井21中分别下入第二监测仪器13和第三监测仪器14，第一监测仪器12，第四监测仪器15，第五监测仪器16和第六监测仪器17，所述的各监测仪器连接到地表的数据采集与处理系统(2)上，对数据进行采集和处理，用于分析开采过程和下一步工作指导；所述的监测仪器为温度传感器或压力传感器，对井下的温度、压力和流量等参数进行监测，
(二)、降压开采：
通过竖直开采井(1)底部的潜水泵(22)将井内的水抽出至储水箱(3)，地下水水位降低，第一斜井18、第二斜井19、第三斜井20和第四斜井21贯穿的第一天然气水合物层6、第二天然气水合物层7、第三天然气水合物层8、第四天然气水合物层9、第五天然气水合物层10和第六天然气水合物层11的压力降低，达到降压开采促进天然气水合物分解的目的；
(三)、气、水分离：
分解的天然气通过斜井第一斜井18、第二斜井19、第三斜井20和第四斜井21进入气液分离装置(4)中进行气、水分离，竖直开采井(1)所贯穿的第六天然气水合物层11产出的气体通过竖直开采井(1)进入气液分离装置(4)进行气、水分离，产出气体进入储存罐(5)，至此完成一个开采循环。
Claims (3)
1.一种陆域天然气水合物开采的方法，该方法包括以下步骤：
(一)、竖直开采井和斜向对接井的构建：
在天然气水合物藏分布中心区域构筑一口竖直开采井和若干口贯穿多个天然气水合物层的斜井，各斜井经过天然气水合物层后与竖直开采井对接，钻井完成后进行固井和完井；完井后下入监测仪器，监测仪器连接到地表的数据采集与处理系统；
(二)、降压开采：
将竖直开采井内抽水至水位低于天然气水合物层，天然气水合物层压力降低开始分解，各天然气水合物层产出气体通过斜井抽至地表，竖直井所贯穿天然气水合物层产出气体通过竖直井抽至地表；
(三)、气、水分离：
将开采出的气体通过气液分离装置进气、水分离，获得天然气。
2.根据权利要求1所述的一种陆域天然气水合物开采的方法，其特征在于：所述步骤(一)中的监测仪器为温度传感器或压力传感器。
3.根据权利要求1所述的一种陆域天然气水合物开采的方法，其特征在于：所述步骤(三)获得的天然气存于储存罐中。
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