[发明专利]一种利用深部地层热水开采可燃冰天然气的方法和系统

说明书

一种利用深部地层热水开采天然气的方法，包括如下步骤：（1）在勘探可燃冰储藏时，同时勘探地层深部的热水层；（2）钻井完井时，让井穿过可燃冰层，到达下部的热水层；（3）确定可燃冰天然气开采层段、热水开采层段和孔隙储层；（4）用射孔手段建立可燃冰层、热水层和孔隙储层三段地层与井眼的连通通道；（5）把开采生产管线及连接在其底部的防砂装置和注入调控装置放置到相应井下位置；（6）用减压法激发可燃冰层天然气开采；（7）开采深部地层中的热水，将热水引入到井下调控装置以规定的温度、压力和流量注入地层；（8）监控全过程，适当调整工作状态，确保安全稳定可燃冰天然气开采。该方法施工简单、成本低，开采效率高。

技术领域

本发明涉及能源开采技术，具体涉及一种利用深部地层热水开采可燃冰地层中天然气的方法和装置系统。

背景技术

可燃冰的开采方法以融化可燃冰水合物为目标，包括减压法、CO2置换法、井下燃烧产生CO2再注入法、活性化学剂注入法、电磁波融化法。可燃冰的融化是吸热过程，当没有热能补充时，融化过程会停止，且已融化的水气混合流体会再次结冰。这种二次结冰现象妨碍减压法的有效性，也使得其它方法效率降低。

如是，人们提出利用深层的地层热水给融化过程中的可燃冰层补充能量，典型（US8,474,519 B2、CN103510926B）做法是打二口井，一口深井打到较深的热水层，另一口井打到目标可燃冰层，再把二井用水平井或其它天然通道连通，将热水从热水井经连通通道引向开采井，热水流经过程中把热能传给可燃冰层。这种方法现场实施较为复杂，经济效益不高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种利用深部地层热水开采可燃冰地层中天然气的方法和系统，施工简单、成本低，开采效率高。

一种利用深部地层热水开采天然气的方法，包括如下步骤：

（1）在勘探可燃冰储藏时，同时勘探地层深部的热水层；

（2）钻井完井时，让井穿过可燃冰层，到达下部的热水层；

（3）确定可燃冰天然气开采层段、热水开采层段和孔隙储层；

（4）用射孔手段建立可燃冰层、热水层和孔隙储层三段地层与井眼的连通通道；

（5）把开采生产管线及连接在其底部的防砂装置和注入调控装置放置到相应井下位置；

（6）用减压法激发可燃冰层天然气开采；

（7）开采深部地层中的热水，将热水引入到井下调控装置以规定的温度、压力和流量注入地层；

（8）监控全过程，适当调整工作状态，确保安全稳定可燃冰天然气开采。

上述步骤（6）中，所述减压法为：

当可燃冰层压力偏大时，这时的压差定义为正压差；当可燃冰层压力偏小时，这时的压差定义为负压差；

所述正压差的最大极限记为、负压差的最大极限记为，设定一个小于1的安全系数，则安全目标为：

。

为维护可燃冰天然气自动产出的调控目标为：

。

可燃冰层的冰点温度记为，保证天然气正常产出的温度最大上限记为，则温度调控目标为：

；

可燃冰融化潜热记为C，单位为；可燃冰密度记为b，单位为；孔隙储层的孔隙度记为，用小数表示；孔隙储层中的可燃冰饱和度记为S，用小数表示；可燃冰融化前沿面积记为A，单位为；可燃冰融化前沿推进速度记为V，单位为；每小时消耗热能，单位为kcal；则热能公式为：

。