[发明专利]一种利用微波反射墙辅助开采天然气水合物的方法

说明书

一种利用微波反射墙辅助开采天然气水合物的方法，属于天然气水合物开采技术领域，该方法采用储层压裂系统，利用水力压裂技术压裂天然气水合物储层的同时在压裂液中加入微波吸收材料，随着压裂液进入水力压裂作业形成的储层缝隙中；待开采天然气水合物储层内设置微波反射墙反射微波，使微波在天然气水合物开采区域内高效传播被利用；天然气水合物协同微波吸波材料吸收来自微波系统发射的微波，天然气水合物自身被加热且接收微波吸收材料传输的热量至相平衡条件被破坏而分解成水和气体，气体经由气水回收系统进行收集。本发明通过设置微波反射墙高效利用微波能量，降低微波传输至非开采区域所造成的能量损失，对待开采区域内天然气水合物进行分解。

技术领域

本发明属于天然气水合物开采技术领域，具体地，涉及一种利用微波反射 墙辅助开采天然气水合物的方法。

背景技术

天然气水合物是一种储量巨大的清洁能源，如何将天然气水合物从储层中 经济、高效的开采出来，已经成为当今世界的研究热点。目前天然气水合物的 开采方式主要有以下几种：降压法、热激发法、抑制剂法、二氧化碳置换法， 以及多种方法联合开采，其中热激发法和降压法被认为是最具潜力的开采方式。 热激发法可分为两种：从地表注热量(蒸汽/热水/热盐水等)至水合物储层的 地表加热方式，这种加热方式热损量巨大，经济性差；以及利用电磁加热、井 下燃烧等直接对水合物储层进行加热的原位加热方式，该种方式中利用井下电 磁加热开采水合物的理论采收率可达70％，而且加热时间更短。公开号为CN1609409A的专利文献中公开了一种利用微波加热开采天然气水合物的方法， 微波由微波发生器产生，通过微波传输线传输，由微波发送、接收装置对水合 储层进行加热，利用天然气水合物是极性分子可以吸收微波的特性，使天然气 水合物自身进行加热并分解产气。公开号为CN108547600B的专利文献中公开了 一种利用电磁加热方式开采天然气水合物的方法，在钻井液中混入铁粉，采用 射流的方式将含有铁粉的钻井液注入到天然气水合物储层中，利用高频加热原 理，使铁粉自身发热，从而加热周围储层。

微波指频率为300MHz至300GHz的电磁波，由于独特的体加热方式而广泛 应用于食品、化工、医疗以及非常规油气资源(稠油、油砂、油页岩等)的开 发。天然气水合物是一种极性分子，在施加电磁场后，水合物分子从静态瞬间 转为动态，电磁场交变，水合物分子偶极以数十亿次的高速旋转在短时间内产 生热效应，宏观表现为水合物在微波热辐射下分解。除热效应外，微波还具有 造缝、非热效应，促进水合物的分解。

但现有的多种利用微波热激发开采天然气水合物方案中，微波传输至非开 采区域所造成的能量损失，使得能量利用率低的不足。

发明内容

针对现有热激发开采天然气水合物方法中微波加热开采天然气水合物方法 技术存在的问题，本发明的目的是为克服现有利用微波热激发开采天然气水合 物方法能量利用率低的不足，而提出了一种利用微波反射墙辅助开采天然气水 合物的方法，利用微波反射墙将辐射到非开采地区的微波反射回开采区域，能 够实现高效开采天然气水合物。

本发明的目的是这样实现的：一种利用微波反射墙辅助开采天然气水合物 的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

在天然气水合物赋存区域部署开采井；

在开采井周围铺设微波反射墙，使得开采井设置在微波反射墙形成的封闭 或半封闭空间中；

在开采井中下入储层压裂系统的井下设备，并在井下安装封隔器和防喷器；

布设微波系统，所述微波系统包括微波发生器、微波传输线及天线，微波 发生器位于地表钻井平台上，天线设置在开采井内并位于天然气水合物储层层 位，天线通过微波传输线与微波发生器连通；

利用水力压裂技术压裂天然气水合物储层的同时在压裂液中加入微波吸收 材料，微波吸收材料随着压裂液进入水力压裂作业形成的储层缝隙中；