[发明专利]一种耦合破碎溶液冲洗开采海洋天然气水合物藏的方法

说明书

本发明公开了一种耦合破碎溶液冲洗开采海洋天然气水合物藏的方法，包括：（1）对水合物储层进行降压作业，将储层压力降到天然气水合物相平衡压力以上1‑2MPa，开采出储层中的游离气和孔隙水；（2）对水合物储层进行破碎作业，在储层中形成多条破碎通道或破碎区域，破碎通道或破碎区域之上仍保留一定厚度的水合物‑沉积物胶结层；（3）从注入井将含水合物阻聚剂的油溶液注入到破碎通道或破碎区域中，水合物阻聚剂使水合物储层砂粒表面胶结的水合物、砂粒之间的水合物脱落并分散在油中形成水合物/油浆液；（4）从开采井将水合物/油浆液采出并进行固‑液分离。本发明原理可靠，对实现天然气水合物资源高效、安全开采具有十分重要的意义。

技术领域

本发明涉及开采天然气水合物藏的方法，特别是涉及一种耦合破碎溶液冲洗开采海洋天然气水合物藏的方法。

背景技术

天然气水合物是在一定条件下由天然气和水分子形成的笼形晶状固体物质，广泛分布于世界各大洋边缘海域的大路坡、盆地以及陆地冻土环境。天然气水合物作为一种储量丰富的清洁能源，其巨大的开采价值已经引起了越来越多的关注。

基于实验室研究结果，研究者们提出了一系列水合物开采技术，包括降压法、热激发法、化学抑制剂法、CO₂置换法等。这些方法均表现出了各自的局限性，如降压法可能会导致储层不稳定，热激发法热效率低，注化学剂法成本高、易污染，且这三种方法均存在水合物分解气在沉积层中逸散的风险。CO₂置换法开采速率很低。对现有天然气水合物开采技术进行优化或开发出新型、经济的天然气水合物开采技术是目前的一个研究热点。

相对于自然界中丰富的天然气水合物资源，在油气运输领域气体水合物的生成会造成油气运输管道的堵塞，当往被水合物堵塞的油气运输管道中注入含水合物阻聚剂的油溶液后，经过一段时间，聚集的水合物会从管道壁上脱落并分散在油溶液中形成具有良好流动性的水合物/油浆液。其中水合物阻聚剂的作用是利用其亲水基团把水合物从管壁上置换下来，同时弱化水合物颗粒之间的作用力，使得水合物以颗粒形式分散在油溶液中形成浆液。与常规管道一致，水合物储层中的沉积砂粒也是亲水的，也能够采用合适溶液将储集层中天然气水合物清洗下来。针对目前天然气水合物开采技术开采速率慢、水合物分解气易逸散等问题，本发明提出一种耦合破碎溶液冲洗开采海洋天然气水合物藏的方法，旨在解决目前海洋天然气水合物开采所面临的重大技术难题, 对促进实现天然气水合物资源高效、安全开采具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耦合破碎溶液冲洗开采海洋天然气水合物藏的方法，该方法原理可靠，既能在水合物储层压力下保压开采，又能让大部分沉积砂粒保留在储层原位，有效保证了储层稳定性；同时，水合物以固体颗粒采出后，可对分离出的固体水合物进行直接运输，具有广阔的应用前景。

为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。

一种耦合破碎溶液冲洗开采海洋天然气水合物藏的方法，依次包括以下步骤：

（1）对海洋天然气水合物储层进行降压作业，将储层压力降到储层温度下天然气水合物相平衡压力以上1-2MPa，开采出储层中的部分游离气和孔隙水；

（2）采用破碎装置对水合物储层进行破碎作业，在储层中形成多条破碎通道或破碎区域，破碎通道或破碎区域之上，即水合物储层顶部仍保留一定厚度的水合物-沉积物胶结层；

（3）从注入井将含水合物阻聚剂的油溶液注入到破碎通道或破碎区域中，焖井一段时间，水合物阻聚剂的存在会促使水合物储层砂粒表面胶结的水合物、砂粒之间的水合物脱落并分散在油中形成水合物/油浆液；

（4）从开采井将水合物/油浆液采出并进行固-液分离，对分离出的固态水合物直接运输。