[发明专利]一种天然气水合物复合开采方法

说明书

本发明公开了一种天然气水合物复合开采方法。所述开采方法包括如下步骤：在待开采天然气水合物的地层处设置开采井、注入井A和B，且注入井A和B设于开采井的两侧；通过井B向天然气水合物储层下放固态破碎钻机及辅助设备，钻至储层后，钻孔转为平行于水平线继续钻进以破碎储层；关闭开采井，控制二氧化碳控制平台，通过井A向天然气水合物储层注入二氧化碳；控制钻井液控制平台，通过井B向天然气水合物储层注入钻井液；打开开采井，将储层内产生的天然气抽采至海上平台。本发明利用二氧化碳水合物稳定性好的优点，保证地层的稳定，避免了地质灾害和水合物大量分解，同时通过钻井液提供有利的反应条件有效提高了天然气水合物的产量。

技术领域

本发明涉及一种天然气水合物复合开采方法，属于天然气水合物开采技术领域。

背景技术

天然气水合物是一种由天然气与水在一定温度和压力条件下形成的类冰状固体，俗称可燃冰，主要分布于大陆边缘海底之下0～1100m的沉积物中。由于天然气水合物具有分布非常广泛、储量巨大、能量密度大的特点，是继页岩气、致密气、煤层气等之后潜力巨大的接替能源，因此具有广阔的发展前景。

目前，天然气水合物的开采方法主要有：注热开采法、降压开采法、注化学试剂开采法，固态流化开采法等。水合物开采难度很大，开采过程中稍有不慎天然气水合物就会大量分解，引起地质灾害。二氧化碳置换法具有独特的优势，在置换过程中二氧化碳水合物的生产和天然气水合物的分解同时进行，且形成的二氧化碳水合物性质稳定。二氧化碳置换法既可以保持地层稳定又可以将二氧化碳固定到天然气水合物地层中，有利于缓解温室效应，因此二氧化碳应用于天然气水合物开发影响意义深远；但二氧化碳置换反应有缓慢、置换效率低等缺点，不易广泛使用，目前已经成为制约天然气水合物安全高效开采的一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种天然气水合物复合开采方法，本发明利用二氧化碳水合物稳定性好的优点，保证地层的稳定，避免了地质灾害和水合物大量分解，同时通过钻井液提供有利的反应条件有效提高了天然气水合物的产量。

本发明所提供的天然气水合物复合开采方法，包括如下步骤：

1)在待开采天然气水合物的地层处设置开采井、注入井A和注入井B，且所述注入井A和所述注入井B设于所述开采井的两侧；

所述注入井A的井口端设有二氧化碳控制模块，所述二氧化碳控制平台用于向所述注入井A注入二氧化碳；

所述注入井B的井口端设有钻井液控制平台，所述钻井液控制平台用于向所述注入井B注入钻井液；

2)通过所述注入井B向天然气水合物储层下放固态破碎钻机及辅助设备，利用钻杆钻至天然气水合物储层后，钻孔转为平行于水平线继续钻进以破碎所述天然气水合物储层，为后续置换提高反应面积；

3)关闭所述开采井，控制所述二氧化碳控制平台，通过所述注入井A向所述天然气水合物储层注入二氧化碳；控制所述钻井液控制平台，通过所述注入井B向所述天然气水合物储层注入钻井液；

4)打开所述开采井，将所述天然气水合物储层内产生的天然气抽采至海上平台。

上述的复合开采方法中，所述开采井的顶端设有关井装置，底部设有防砂筛网；所述纺砂筛网包括第一层防砂筛网和第二层防砂筛网，以及填充于所述第一层防砂筛网和所述第二层防砂筛网之间的砾石，通过大螺丝与特制井筒固定，生产中可根据不同地质条件进行更换。

上述的复合开采方法中，步骤3)中，关闭所述开采井进行焖井，使得二氧化碳在一定温度、压力下(该温度、压力位于天然气水合物相平衡曲线的下方和二氧化碳水合物相平衡曲线的上方，不同井的温度、压力条件不同，需要依据现场数据进行确定)与破碎的水合物进行充分的置换反应，有充分的反应时间、接触面积和有利的反应条件。

上述的复合开采方法中，步骤4)中，将抽采的天然气经分离后加压液化储存于储存罐中；