[发明专利]一种排式水平井微波加热开采天然气水合物的方法

说明书

技术领域

一种排式水平井微波加热开采天然气水合物的方法，属于天然气水合物的开采技术领域，具体涉及一种综合利用加热法和降压法开采天然气水合物的方法。

背景技术

天然气水合物(natural gas hydrate，简称NGH)，是天然气在一定的低温、高压下与水形成的非化学计量笼形化合物，也被称为“可燃冰”。1m³天然气水合物可含164m³甲烷气和0.8m³的水。“可燃冰”是天然气的附生产品，应用范围与天然气大致相同，是一种典型的石油替代品。“可燃冰”极易燃烧，在同等条件下，“可燃冰”燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要高出数十倍，被誉为“属于末来的超级能源”。

我国的可燃冰储量十分丰富，根据调查研究，我国的天然气水合物主要分布在南海海域、东海海域、青藏高原冻土带以及东北冻土带。

人为地打破天然气水合物稳定存在的相平衡条件，促使其分解，是目前开发天然气水合物的主要方法。根据天然气水合物的平衡相图，大体上可分为加热法、化学法、降压法三类。

加热法：此方法主要是将蒸汽、热水、热盐水或其它热流体介质从地面泵入天然气水合物储层，也可采用开采重油时使用的火驱法或利用钻柱加热器。热开采技术的主要不足是会造成大量的热损失，效率很低。

添加化学剂：某些化学剂，诸如盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等化学剂可以改变水合物形成的相平衡条件，降低水合物稳定温度。添加化学剂最大的缺点是费用太昂贵。由于大洋中天然气水合物的压力较高，因而不宜采用此方法。

降压法：通过降低压力而引起天然气水合物稳定的相平衡曲线的移动，从而达到促使天然气水合物分解的目的。开采水合物层之下的游离气是降低储层压力的一种有效方法，另外通过调节天然气的提取速度可以达到控制储层压力的目的，进而达到控制水合物分解的效果。降压法最大的特点是不需要昂贵的连续激发，因而其可能成为今后大规模开采天然气水合物的有效方法之一。

CN 200910059321.8公开了一种通过水泵向天然气水合物开采井外排水的装置和方法，通过排水降低天然气水合物层的压力，促进天然气水合物层的分解。但是单纯采用降压法提供的分解推动力小，且天然气水合物分解造成温度降低，当温度降低到0℃以下，还会造成冰堵塞和天然气水合物分解的停滞，CN 20111048906.4公开了一种排水降压的同时加热的方法开采天然气水合物，连续促进水合物的分解，上述两种方法都是利用水合物分解后气体上逸，水由于自重下落，水泵将水排出天然气水合物开采井外，但实际上分解气体上逸时携带大量的水汽，上逸速度很慢，开采效率很低。而且CN 20111048906.4中利用水平井燃烧加热，天然气水合物开采井内燃烧加热不安全，天然气水合物开采井内外都有可燃气体，使用明火直接加热非常危险。CN 201310398998.0中利用微波发生器加热开采天然气水合物，通过加热促进天然气水合物分解，但使用直井方式开采限制了被加热的天然气水合物的受热体积，而将微波发生器固定于封隔器上部更加进一步限制了天然气水合物的受热体积。

发明内容

本发明通过向目标储藏布置排式分布的水平井提高可动用天然气水合物储量，使用连续油管及微波加热器实现可移动式加热储藏，通过改变加热位置、热量输出功率及排水采气的速度，可实现天然气水合物储藏最优化开采，可提高采气效率，增加经济效益。

为了实现上述目的，本发明提供了一种排式水平井微波加热开采天然气水合物的方法，所述方法包括下述步骤：

步骤1、布置排式水平井网，结合地质资料，对目标储藏布置排式水平井网，水平井分为供热井及生产井，通过排式分布水平井来提高可动用天然气水合物储量；

步骤2、完井作业，排式水平井网布置完成后进行配套完井作业；

步骤3、降压开采，配套完井作业后，布置生产井配套地面系统，对供热井及生产井实施降压开采，直至无经济效益；

步骤4、布置供热系统，供热系统包括地面供给系统和井下微波加热系统；

步骤5、加热开采，通过微波加热系统对天然气水合物层加热，并从生产井收集天然气及地层水。