[实用新型]用于开采天然气水合物的井结构

说明书

本实用新型涉及天然气水合物开采领域，公开了一种用于开采天然气水合物的井结构。所述井结构包括从海平面延伸至水合物层(10)的生产井(20)和注入管(30)，所述注入管(30)插设于所述生产井(20)内且与所述生产井(20)之间具有径向间隔，该径向间隔内设置有第一封隔器(31)以将所述生产井(20)的内部空腔分隔为上腔室(21)和下腔室(22)，所述上腔室(21)与所述水合物层(10)连通以用于收集所述水合物层(10)的分解产物，所述下腔室(22)与所述注入管(30)的出口端和所述水合物层(10)连通以用于向所述水合物层(10)注入助采流体。本实用新型的井结构能够大大提高单井天然气产量，大幅降低开采成本。

技术领域

本实用新型涉及天然气水合物开采领域，具体地涉及一种用于开采天然气水合物的井结构。

背景技术

天然气水合物是甲烷等烃类气体与水在高压低温条件下形成的笼形化合物，俗称可燃冰，将有望成为21世纪继页岩气、致密气、油砂等之后的储量最为巨大的接替能源。天然气水合物主要分布在冻土带和海洋大陆坡300～3000m水深的深水区，初步估计其资源量为全球含碳化合物的两倍，其中约95％储存在海洋深水区域。

虽然天然气水合物已经取得了多次试采成功，但作为一种新型海洋深水能源，海底天然气水合物尚未实现商业化开采。天然气水合物与传统型能源不同，其在埋藏条件下是固体，在开采过程中分解产生天然气和水。针对天然气水合物这一性质，其开采基本原理都是围绕着如何改变天然气水合物稳定存在的温度、压力条件，促使其分解，进而产出天然气。

目前国内外常见的开采方法主要有注热开采法、降压开采法、注化学试剂开采法以及CO₂置换法等。但无论哪一种开采方法，产量都无法达到大规模商业开采的要求，并且由于可燃冰物理化学的特殊性和海洋深水环境的复杂性，深水水合物的开采具有高风险、高投入、高技术的特点。因此要实现天然气水合物的大规模商业开采，不仅要大大增加单井天然气产量，还要大大降低开采成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种用于开采天然气水合物的井结构，以大大提高单井天然气产量，大幅降低开采成本。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于开采天然气水合物的井结构，所述井结构包括从海平面延伸至水合物层的生产井和注入管，所述注入管插设于所述生产井内且与所述生产井之间具有径向间隔，该径向间隔内设置有第一封隔器以将所述生产井的内部空腔分隔为上腔室和下腔室，所述上腔室与所述水合物层连通以用于收集所述水合物层的分解产物，所述下腔室与所述注入管的出口端和所述水合物层连通以用于向所述水合物层注入助采流体。

可选地，所述生产井为沿竖直方向延伸的直井，所述生产井的井壁上设置有连通所述上腔室与所述水合物层的第一采集孔以及连通所述下腔室与所述水合物层的注入孔。

可选地，所述生产井包括主井和第一支井，所述主井设置为从海平面延伸至所述水合物层，所述第一支井位于所述水合物层内，所述第一支井与所述上腔室连通，所述第一支井的井壁上设置有连通所述上腔室与所述水合物层的第一采集孔。

可选地，所述主井为竖直井，所述第一支井为从所述主井向外延伸的水平井。

可选地，所述生产井包括第二支井，所述第二支井位于所述水合物层内，所述第二支井与所述下腔室连通，所述第二支井的井壁上设置有连通所述下腔室与所述水合物层的注入孔。

可选地，所述第二支井间隔地位于所述第一支井的下方。

可选地，所述第二支井为从所述主井向外延伸的水平井。