[发明专利]一种天然气水合物储层多级防砂方式及装置

说明书

本发明涉及一种天然气水合物储层多级防砂方式及装置。其技术方案是包括以下过程：（1）先采用大尺寸钻头钻至目的层形成主井眼，再用小尺寸钻头在目的层钻取多个分支井眼；（2）将单体式金属棉滤砂管下放到分支井眼中，将其放置在井内生产层段处；（3）将绕丝筛管下入井内防砂层段处，用流体携带地面选好的砾石，充填于管和储层之间，以阻止储层砂粒流入井内；（4）流入井筒的气、水、砂混合物通过气液固分离器，对固相颗粒进行分离，分离出的砂粒被收集到储砂装置内；待盛满砂粒之后提出井筒，在地面清理干净后再次下放到井底，依次往复进行；其有益效果是：通过多级过滤降低由储层进入井筒的砂量，有效控制储层出砂，提高水合物的产能。

技术领域

本发明涉及一种天然气水合物开采的防砂技术，特别涉及一种天然气水合物储层多级防砂方式及装置。

背景技术

天然气水合物是一种由甲烷等气体和水分子在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，其资源密度高，全球分布广泛，具有极高的资源价值。是当今世界上最理想的潜在油气接替能源，正日益引起世界各国的高度重视。天然气水合物存在于陆上多年冻土带以及深海浅部沉积层中。近年来，国内外实施了多次水合物的试采作业，几乎所有失败的天然气水合物试采都是由于出砂严重而被迫提前终止。因此，开采水合物时的储层出砂问题已经成为影响水合物持续有效开采的主要因素。

水合物开采的多级防砂主要侧重于多种防砂方式的巧妙配合，通过多级防砂将地层的产出砂限制在产出液上返之前，减少其对水合物开采的影响，达到安全稳定生产的目的。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种天然气水合物储层多级防砂方式，分别针对水合物开采过程中不同位置处的控砂问题，通过多级防砂尽可能的降低储层出砂对开采产生的影响，从而提高水合物的产能。

本发明提到的一种天然气水合物储层多级防砂方式，包括以下过程：

（1）先采用大尺寸钻头钻至目的层形成主井眼，再用小尺寸钻头在目的层钻取多个分支井眼；

（2）将单体式金属棉滤砂管下放到分支井眼中，通过辅助工具将其放置在井内生产层段处；

（3）将绕丝筛管下入井内防砂层段处，用一定质量的流体携带地面选好的具有一定粒度的砾石，充填于管和储层之间，形成一定厚度的砾石层，以阻止储层砂粒流入井内；

（4）流入井筒的气、水、砂混合物通过气液固分离器，对固相颗粒进行分离，分离出的砂粒被收集到储砂装置内；待盛满砂粒之后提出井筒，在地面清理干净后再次下放到井底，依次往复进行；

（5）地层中的砂粒随着水合物的开采流出地层进入井筒，首先进入分支井中的单体式金属棉滤砂管，经过管内的不锈钢金属棉丝和多孔盖的第一级粗防砂，将大粒径的砂粒阻挡在储层中，而中等以下粒径的砂粒随水合物分解产生的气、水进入分支井眼；砂粒进入到主井眼的砾石充填防砂层，让带有极细砂粒的流体依次流过砾石充填层和绕丝筛管进行第二级的细防砂，可将中等粒径的砂粒挡在防砂层外；最后，再通过固液分离器将一部分进入主井眼中的细砂分离出来，使之沉降到井底的储砂装置中。

优选的，上单体式金属棉滤砂管（12）是由多孔盖（13）、不锈钢金属棉丝（14）、压板（15）和基管（16）组成，所述基管（16）的外壁布设有多组滤砂孔，每组滤砂孔内由外到内依次设有多孔盖（13）、不锈钢金属棉丝（14）和压板（15），不锈钢金属棉丝（14）的外侧设有焊缝。

优选的，上述绕丝筛管主要由不锈钢绕丝、带孔中心管、纵筋和接箍构成，将绕丝筛管下入井内防砂层段处，用流体携带地面选好的砾石，充填于管和储层之间，形成一定厚度的砾石层，阻止储层砂粒流入井内。