[发明专利]一种开采成岩水合物的方法及气水分离器

权利要求书

1.一种开采成岩水合物的方法，包括如下步骤：

（a）根据地质构造条件，选择存在天然气水合物藏且天然气水合物藏下部发育有高温高压含水气藏为措施区域，所述天然气水合物藏厚度不低于15米，高温高压含水气藏温度不低于130℃；

在所述措施区域内布置至少一口水平井，沿所述水平井生产段的两侧各至少布置一口直井，所述水平井直井段的轴心线与所述直井的轴心线平行，所述水平井水平段的轴心线与所述直井的轴心线相互垂直；所述直井井筒经过天然气水合物藏，并且直井井筒的底部延伸至高温高压含水气藏；所述水平井的直井段穿过上覆岩层至天然气水合物藏，所述水平井的生产段布置在天然气水合物藏；所述直井在措施区域垂直向下从上覆岩层、天然气水合物藏、夹层钻至高温高压含水气藏，所述直井中在对应天然气水合物藏所在位置处安装气水分离器和注入泵；

（b）对所述水平井射孔，打开天然气水合物藏，经由所述水平井的生产段降压开采天然气水合物藏，从天然气水合物藏开采出的天然气沿水平井的井壁向地面举升；开采时，对所述水平井井筒内压力按照公式（1）进行控制，公式（1）为，其中，为井筒内压力；为天然气水合物藏压力；为压降系数，的取值范围在0.3-0.7之间；

（c）在所述直井中位于气水分离器和注入泵之下的位置射孔打开天然气水合物藏，各射孔点间隔范围在5 m～10m之间，各个射孔点的井筒外环空用封隔器隔离；以50m³/d～100m³/d的速度用注入泵将甲醇经由各个射孔点注入到天然气水合物藏，使天然气水合物藏形成体积不小于500m³的空腔；

（d）经由所述直井各个射孔点进入井筒内的高温水和天然气，从气水分离器的下部管道进入气水分离器，在重力和旋转叶片的作用下被分离；分离出的天然气从气水分离器的上部管道由直井举升至地面，分离出的高温水从球阀中流出，经注入泵泵入天然气水合物藏。

2.根据权利要求1所述的一种开采成岩水合物的方法，其特征在于：在所述步骤（a）中，在所述天然气水合物藏形成四直井一水平井的井网。

3.根据权利要求2所述的一种开采成岩水合物的方法，其特征在于：在所述步骤（a）中，

在水平井贯穿过上覆岩层和盖层延伸至下部天然气水合物藏距离顶部1/2-2/3位置处布置一段长度为800m～1000m的水平井段并射孔，各射孔点的距离为5米～10米；

沿水平井方向的两侧所布置的直井与水平井的横向距离符合公式（2），所述公式（2）为：其中，D是直井与水平井的横向距离；是水平井的水平段半径；是直井的竖直段半径；是距离修正系数，的取值范围在150-300之间；相邻边的两个直井距离符合公式（3），所述公式（3）即，其中，d是相邻直井的横向距离；是直井的半径；是相邻直井半径；是距离修正系数，的取值范围在250-600之间。

4.根据权利要求3所述的一种开采成岩水合物的方法，其特征在于：在步骤（d）中，所述气水分离器和注入泵位于所述直井射孔点上方的1m～2m处；在所述直井的垂直井段外固定一层井筒保温层用来减少流体输送过程中热量的损失。

5.一种开采成岩水合物的气水分离器，具有上部壳体（25）、下部壳体（24）、上部管道（18）以及下部管道（21），其特征在于：

所述气水分离器还包括旋转叶片（19）、分离筛（22）、连接管道（23）以及球阀（20）；其中，下部管道（21）的下端口穿出下部壳体（24），下部管道（21）的上端口与连接管道（23）的下端口相连接，连接管道（23）位于旋转叶片（19）围成的空腔内，旋转叶片19和连接管道23的之间置有轴承，以使得旋转叶片19可绕连接管道（23）转动；连接管道（23）的上端口和分离筛（22）的下端口通过法兰连接；下部壳体（24）的底端开口连接球阀（20）；

上部壳体（25）和下部壳体（24）之间通过法兰盘密封连接；旋转叶片（19）位于下部壳体（24）对应的空腔内；分离筛（22）的上半部分伸至上部壳体（25）对应的空腔内，但不与上部管道（18）的底端相触。