[发明专利]一种火驱开采天然气水合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然气水合物的开采方法，特别涉及一种火驱开采天然气水合物的方法，属于天然气水合物开采技术领域。

背景技术

天然气水合物(NGH)是天然气在一定的温度和压力下与水形成的非化学计量的笼形的晶体水合物。

据统计，全球深度在2000m以内的岩石圈浅部所含的天然气水合物的量，相当于已探明的常规矿物燃料总和的2倍多。

目前，天然气水合物的开采方法有热激发法、降压法和化学试剂法。这些方法都是通过破坏天然气水合物在原有条件下的平衡，以达到使其分解的目的。

其中，降压法不需要费用昂贵的连续激发、成本低，因而被认为是最具商业开采价值的方法。降压法在降压时，天然气水合物的分解较快，但由于天然气水合物的分解是吸热反应，当天然气水合物层的温度降低到一定程度后，天然气水合物会出现结冰现象，将天然气水合物的分解前沿封闭，降压推动力不能继续向前推进，或者分解后的气和水在流入开采井的过程中形成二次水合物，影响降压开采的效果。

因此，提供一种有效的天然气水合物的降压开采方法成为了本领域亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种火驱开采天然气水合物的方法，该方法可以有效的开采天然气水合物。

为了达到上述目的，本发明提供了一种火驱开采天然气水合物的方法，其中，该方法包括以下步骤：

步骤一：在天然气水合物储层部署垂直开采井并完井，在开采井位于天然气水合物储层的部分设置射孔；

步骤二：在开采井的井底安装泵和点火装置；

步骤三：开泵降压至开采井内的压力为0.1-3MPa；

步骤四：当开采速率降至初始开采速率的20％时，向开采井内注入空气，当开采井内的压力为7-25MPa时，封闭开采井的井口；

步骤五：启动所述点火装置，当开采井内温度恢复至地层温度10-100天后，开启开采井的井口，收集气体，完成天然气水合物的火驱开采。

本发明提供的火驱开采天然气水合物的方法中，优选地，所述天然气水合物储层的上部为上覆地层，所述天然气水合物储层的下部为下覆地层。

本发明提供的火驱开采天然气水合物的方法中，优选地，所述上覆地层为非渗透层。

根据本发明的具体实施方式，点火装置与电缆连接，通过开关控制点燃装置的开启和闭合。

本发明提供的火驱开采天然气水合物的方法，先对天然气水合物进行降压开采，开采出CH₄气体，一段时间之后开采速率明显降低，向井中注入空气，关闭开采井，启动点火装置，将开采井内的甲烷燃烧，产生的N₂与CO₂进一步置换开采天然气水合物，具体包括以下步骤：

在天然气水合物储层部署垂直开采井，并进行固井和完井，在开采井位于天然气水合物储层的部分设置射孔；

在开采井的井底安装泵和点火装置；

通过开采井井底安装的泵进行降压，使泵附近的压力迅速下降，开采井附近的天然气水合物分解，并通过射孔流入开采井内，在开采井的周围形成压力梯度，使水天然气合物进一步分解；

当开采速率降至初始开采速率的20％时，向开采井内注入空气，当开采井内的压力为7-25MPa时，封闭开采井的井口；

启动点燃装置，点燃开采井内剩余的甲烷气体，燃烧放出的热量分解天然气水合物，燃烧后的产物CO₂与N₂进一步置换开采井内的天然气水合物；

当开采井内温度恢复至地层温度10-100天后，开启开采井的井口，收集开采出来的气体，完成天然气水合物的火驱开采。

本发明提供的火驱开采天然气水合物的方法，具有如下优点：

本发明提供的开采方法包括通过先减压，后燃烧，再置换的步骤：先通过减压让井筒附近的天然气水合物分解释放少量的甲烷；再向开采井内注入空气，燃烧井内的少量的CH₄气体，产生的热量可使降压分解后产生的冰融化，使天然气水合物进一步分解；燃烧后的产物N₂和CO₂又可以进一步的置换开采天然气水合物；开采过程无需提供外界热源，可以大幅提高能量利用效率；

本发明提供的开采方法采用先降压开采天然气水合物，再置换开采天然气水合物的方式进行开采，提高开采效率，科学合理；

本发明的开采方法中所用的原料为空气，降低了生产成本。

附图说明