[发明专利]一种开采天然气水合物的方法

权利要求书

1.一种开采天然气水合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：在天然气水合物待开采区域建立气体注入井和生产井；

S2：依据所述天然气水合物待开采区域的地层渗透率和所述气体注入井与所述生产井之间的井距确定所述注入井的注入压力；所述注入压力高于天然气水合物储层初始压力；所述注入井的注入压力：

其中，μ是注入气体的粘度，单位为MPa·s；P₀是大气压力，单位为MPa；Q₀是大气压力下的流量，单位为cm³/s；D_井是井间距，单位为m；k是气体渗透率，单位为10^-3μm²；A是待开采区域有效截面积，单位为m²；P_产是生产井压力，单位为MPa，注入压力的单位为MPa；

S3：依据所述注入压力，开启所述气体注入井向所述天然气水合物待开采区域的天然气水合物储层中注入含有二氧化碳的气体驱替所述天然气水合物储层孔隙流体，注入的所述气体通过降低沉积物孔隙中的天然气分压激发天然气水合物发生分解行为；通过调控注气压力、开采压力和注入气组成，对孔隙流体成分进行实时控制；所述气体注入井、所述天然气水合物储层和所述生产井连通形成一定压力的持续气流；

S4：从所述生产井采集产出气体并监测所述产出气体的组成；

S5：待所述产出气体的甲烷浓度低于设定值时或采集任务完成时关闭所述气体注入井和所述生产井，完成采集；

所述含有二氧化碳的气体是二氧化碳和氢气的混合气体，或二氧化碳和氮气的混合气体。

2.如权利要求1所述的开采天然气水合物的方法，其特征在于，在开启所述气体注入井之前采用降压开采方式抽取所述天然气水合物储层内孔隙流体，具体步骤如下：

在所述天然气水合物待开采区域建立所述气体注入井和所述生产井；

依据所述天然气水合物待开采区域的地层渗透率和所述气体注入井与所述生产井之间的井距确定所述注入井的注入压力；

开启所述生产井，采用降压开采方式抽取所述天然气水合物储层内孔隙流体，降低天然气水合物储层中的压力至设定压力；

依据所述注入压力，开启所述气体注入井向所述天然气水合物待开采区域的天然气水合物储层中注入含有二氧化碳的气体驱替所述天然气水合物储层孔隙流体，所述气体注入井、所述天然气水合物储层和所述生产井连通从所述生产井采集产出气体并监测所述产出气体的组成；

待所述产出气体低于设定值时或采集任务完成时关闭所述生产井；

当所述天然气水合物储层中的压力达到初始压力时，关闭所述气体注入井，完成采集。

3.如权利要求2所述的开采天然气水合物的方法，其特征在于，所述设定压力在所述天然气水合物储层的分解压力以上且比所述初始压力低5 MPa以内。

4.如权利要求1或2所述的开采天然气水合物的方法，其特征在于，监测所述生产井的所述产出气体的组成异常时，关闭所述生产井，保持所述气体注入井持续注入所述气体，待所述天然气水合物储层中的压力恢复到初始压力时重新开启所述生产井。

5.如权利要求1或2所述的开采天然气水合物的方法，其特征在于，还包括如下步骤：

完成采集后，实时检测所述天然气水合物储层的压力，根据所述压力与初始压力的差值间断式开启所述气体注入井对所述天然气水合物储层进行补气。

6.如权利要求1所述的开采天然气水合物的方法，其特征在于，所述注入井的注入压力是12-18 MPa。

7.如权利要求1所述的开采天然气水合物的方法，其特征在于，在所述天然气水合物待开采区域建立1个所述气体注入井和1~4个所述生产井；每个所述生产井可以单独打开或关闭。