[发明专利]一种开采成岩水合物的方法及气水分离器

说明书

一种开采成岩水合物的方法及气水分离器。所述方法包括如下步骤：根据目标措施区域地质构造条件，选择目标区域措施为地层下部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；水平井射孔打开天然气水合物藏，降压开采天然气水合物藏，天然气水合物藏中水平井开采出的天然气沿着水平井井壁向地面举升；直井在天然气水合物段射孔打开天然气水合物藏，并用高压泵注入甲醇；待天然气水合物藏形成空腔后，射孔打开直井底部的天然气水合物藏下方的高温高压含水气藏，开采高温高压含水天然气藏；直井底部开采出的混合物经气水分离器分离，分离出的高温水通过注入泵泵入天然气水合物藏，分离出的天然气仍沿直井开采至地面。

技术领域：

本发明涉及一种应用于天然气水合物藏开采应用领域中的方法以及装置。

背景技术：

地热能和水合物作为储量丰富的清洁能源，已经引起了各国的广泛关注。其中地热能泛指地球释放出来的能量，按热储体的属性可将地热能分为水热型、增强型和浅层地温能资源。水合物目前分布在深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成类冰状的结晶物质。目前海洋天然气水合物设想的开采主要有热激法开采法、降压开采法、化学剂注入法等。但热压平衡界附近时，才具有开采的经济可行性，但地层破坏风险较大；化学剂注入法对天然气水合物藏的作用缓慢，而且费用很高。因此需要一种高效、无污染、经济效益好的方法来开采天然气水合物藏，目前尚没有提出一种开采高温高压含水气藏的方法,很大程度上制约了天然气水合物藏的开发利用。

发明内容：

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提出了一个联合利用水平井开采和直井采气注热的井组系统开采方案，就地利用高温高压含水气藏中的地层水促进天然气水合物藏的分解,同时选用多处水平井段增加直井数量增加换热效率,弥补了传统热激发法利用率低、开发成本高的情况。本发明所提出的方法需要采用的设备简单、操作方便,经济性强,可有效促进天然气水合物藏的开发利用。

本发明的技术方案是：该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P_A＝αP_B，其中，P_A为井筒内压力；P_B为天然气水合物藏压力；α为压降系数，α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5m～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。