CN108086959A - 一种水流侵蚀法海洋天然气水合物开采方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于海洋天然气水合物开采技术领域，涉及一种水流侵蚀法海洋天然气水合物开采方法。本发明通过控制开采井与其周边储层的压力梯度，进一步控制海洋水在储层内部的流动，基于开采井周边渗透率较高的特点，实现水合物的逐步稳定高效分解，并且保证了水合物开采的完全化，利用水流动过程的驱替作用，实现对开采天然气的高效收集。稳定高效的开采过程同时保证了储层存在的稳定性，排除了因为较大压降导致的储层结构破坏，地质破坏而引起的重大自然灾害。本发明易于实现，有利于实现水合物的大规模商业化开采。
Description
技术领域
本发明属于海洋天然气水合物开采技术领域，具体涉及一种水流侵蚀法海洋天然气水合物开采方法。
背景技术
在当今传统化石燃料日益缺乏的条件下，开发利用新能源已经成为了世界各国的重点研究内容。天然气水合物作为一种新能源，具有高效、高能量聚集、储量大、环境友好等特点，发展前景广阔，并得到了世界范围内的重视。目前天然气水合物的开采技术主要包括降压开采法、热激开采法和化学试剂注入开采法、二氧化碳置换开采法。
降压开采法对天然气水合物藏的性质有特殊的要求，只有当天然气水合物位于温压平衡边界附近时，降压开采法才具有经济可行性。热激开采法至今尚未很好地解决热利用效率较低的问题，而且只能进行局部加热，因此该方法尚有待进一步完善。化学试剂注入开采法所需的化学试剂费用昂贵，对天然气水合物层的作用缓慢，而且还会带来一些环境问题，所以，目前对这种方法投入的研究相对较少。二氧化碳置换开采效率低下，不能实现天然气水合物的完全高效开采，开采耗时较长，且存在泄漏危险。
本发明针对目前水合物的开采方法所存在的缺陷，提出了一种新的水合物开采方法。
发明内容
本发明针对目前天然气水合物开采技术的不足，基于水流动对水合物稳定存在的影响，在水合物相平衡之上，利用水流动过程中引起的水合物相与环境水相之间的化学势差所导致的水合物的分解，提供了一种水流侵蚀法海洋天然气水合物开采技术。本方法通过控制开采井与其周边储层的压力梯度，进一步控制海洋水在储层内部的流动，基于开采井周边渗透率较高的特点，实现水合物的逐步稳定高效分解，并且保证了水合物开采的完全化，利用水流动过程的驱替作用，实现对开采天然气的高效收集。稳定高效的开采过程同时保证了储层存在的稳定性，排除了因为较大压降导致的储层结构破坏，地质破坏而引起的重大自然灾害。本方法易于实现，有利于实现水合物的大规模商业化开采。
本发明的技术方案：
一种水流侵蚀法海洋天然气水合物开采方法，包括以下步骤：
(1)选取钻井位置，钻取多组天然气水合物开采通道，每组天然气水合物开采通道包括三个开采通道，分别为两个控压通道和一个控压与出气通道；在天然气水合物储层中相邻的开采通道之间钻取多个存水通道，实现控压通道与控压与出气通道在天然气水合物储层是相通的，用于存取适量的海水；
(2)每组天然气水合物开采通道中选取中间的开采通道作为控压与出气通道，通过控压与出气通道控制天然气水合物储层压力和天然气水合物储层中天然气水合物开采通道之间的压力差，促使海水的流动，水的流动会通过改变化学势差来促进水合物的分解；
(3)改变控压与出气通道的压力，提高相邻控压通道之间的压力差，促使海水在存水通道中的流动速度变大，促进天然气水合物储层中水合物的部分分解，增大天然气水合物储层中内部渗透率；
(4)调节控压与出气通道压力，稳定相邻控压通道之间的压力差，促使海水在存水通道中稳定流动，海水流动速度为促进水合物分解的最佳流速，从而促进天然气水合物储层中水合物高效、安全的持续分解；
(5)在控压与出气通道出口收集CH4气体，通过对CH4气体的收集来控制控压与出气通道内部压力，并对收集的气体进行储藏与运输；由控压与出气通道分离出的海水通过两侧的控压通道排回天然气水合物储层，进行二次流动利用。
本发明的有益效果是：提供了一种水流侵蚀法海洋天然气水合物开采技术，解决了天然气水合物开采过程中的难题，为实现天然气水合物的大规模开采提供了可行的方法，排除了因为较大压降导致的储层结构破坏，地质破坏以及重大自然灾害的发生。同时，对于天然气水合物开采方法的后续研究具有重要的意义。
附图说明
图1是本发明的开采方法示意图。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图进一步详细说明本发明的实施例。
实施例
本发明的水流侵蚀法海洋天然气水合物开采方法采用低密度泥浆钻井技术，在天然气水合物区域钻取一系列天然气水合物开采通道，利用这些开采通道对天然气水合物进行水流侵蚀开采。以其中一组开采通道为例进行说明，一组开采通道包括三个通道：中间的控压与出气通道，两侧的控压通道。
如图所示，在储层中部选取3个合适的钻井位置，采用低密度泥浆钻井技术在天然气水合物赋存区域钻取三个开采通道，并在水合物储层中相邻的开采通道之间钻取若干个水平存水通道，用于存取适量的海水，便于海水的流动；
选取中间的天然气水合物开采通道作为天然气控压与出气通道，相邻的开采通道仅作为压力控制通道，通过天然气控压与出气通道调节天然气水合物储层压力，进而控制储层中天然气水合物开采通道之间的压力差，利用压力差促进海水在水平存水通道中的流动，从而控制天然气水合物的开采收集速度；
改变天然气控压与出气通道出口处的天然气收集速度，进而改变天然气控压与出气通道压力，提高相邻开采通道之间的压力差，促使海水在水平存水通道中的流动速度变大，促进储层部分水合物的快速分解，打开空隙通道，增大储层内部渗透率，有利于海水在存水通道中流动速度的控制；
天然气水合物在开采过程中，水合物储层压力一直维持在未开采储层的压力上下浮动，保证了储层存在的稳定性，排除了因为较大压降导致的储层结构破坏，地质破坏以及重大自然灾害的发生。
调节天然气控压与出气通道压力，稳定相邻开采通道之间的压力差为最佳压力差，促使海水在存水通道中的稳定流动，海水流动速度控制为促进水合物分解的最佳流速，从而促进天然气水合物储层高效、安全的持续分解；
在天然气控压与出气通道出口收集天然气水合物分解产生的CH4气体，并对收集的气体进行储藏与运输。由天然气控压与出气通道分离出的海水通过两侧的控压通道排回储层进行二次流动利用。
以上实施例是本发明具体实施方式的一种，本领域技术人员在本技术方案范围内进行的通常变化和替换应包含在本发明的保护范围内。
Claims (1)
1.一种水流侵蚀法海洋天然气水合物开采方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)选取钻井位置，钻取多组天然气水合物开采通道，每组天然气水合物开采通道包括三个开采通道，分别为两个控压通道和一个控压与出气通道；在天然气水合物储层中相邻的开采通道之间钻取多个存水通道，实现控压通道与控压与出气通道在天然气水合物储层是相通的，用于存取适量的海水；
(2)每组天然气水合物开采通道中选取中间的开采通道作为控压与出气通道，通过控压与出气通道控制天然气水合物储层压力和天然气水合物储层中天然气水合物开采通道之间的压力差，促使海水的流动，水的流动会通过改变化学势差来促进水合物的分解；
(3)改变控压与出气通道的压力，提高相邻控压通道之间的压力差，促使海水在存水通道中的流动速度变大，促进天然气水合物储层中水合物的部分分解，增大天然气水合物储层中内部渗透率；
(4)调节控压与出气通道压力，稳定相邻控压通道之间的压力差，促使海水在存水通道中稳定流动，海水流动速度为促进水合物分解的最佳流速，从而促进天然气水合物储层中水合物高效、安全的持续分解；
(5)在控压与出气通道出口收集CH4气体，通过对CH4气体的收集来控制控压与出气通道内部压力，并对收集的气体进行储藏与运输；由控压与出气通道分离出的海水通过两侧的控压通道排回天然气水合物储层，进行二次流动利用。
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