[发明专利]一种联合CO2

权利要求书

1.一种联合CO₂气体埋存的天然气水合物开采系统，其特征在于，包括钻采平台、生产井和CO₂气体注入井；

所述生产井包括竖直段、过渡段和水平段，竖直段的顶端与钻采平台相连接，底端位于天然气水合物储层的上覆地层中，与过渡段顶端相连接，过渡段底端伸入天然气水合物储层中，与水平段的第一端部相连接，水平段在天然气水合物储层中水平延伸，水平段第二端部与天然气水合物储层内部相连通；

所述生产井内设置有套管，套管套设于生产管外部，套管位于过渡段处管壁上设置有第一钻孔，第一钻孔与水平设置的CO₂气体注入井相连通；所述生产管顶端与钻采平台相连接，底端与天然气水合物储层内部相连通，管壁与第一钻孔相对位置处设置有第二钻孔；所述生产管内嵌设有CO₂气体注入管，CO₂气体注入管依次经第二钻孔、第一钻孔伸入CO₂气体注入井内，沿CO₂气体注入井水平延伸，形成CO₂气体注入通道。

2.根据权利要求1所述的一种联合CO₂气体埋存的天然气水合物开采系统，其特征在于，所述套管尺寸设置为30″，CO₂气体注入管尺寸设置为3″。

3.根据权利要求1所述的一种联合CO₂气体埋存的天然气水合物开采系统，其特征在于，所述生产管的外径设置为9-5/8″、内径设置为6″。

4.根据权利要求1所述的一种联合CO₂气体埋存的天然气水合物开采系统，其特征在于，所述过渡段的造斜角为15°/30m。

5.一种联合CO₂气体埋存的天然气水合物开采方法，其特征在于，采用权利要求1所述的天然气水合物开采系统，具体包括如下步骤：

步骤1，根据天然气水合物相平衡曲线、二氧化碳水合物相平衡曲线，结合地层温度和地层压力，分别确定天然气水合物储层、上覆地层和下伏地层的位置，并确定生产井和CO₂气体注入井的设计参数，获取混合气体的温度和注入压力；

步骤2，利用钻采平台控制钻头钻至天然气水合物储层，形成生产井，将套管下入生产井内进行固井作业，固井作业结束后，将内嵌有CO₂气体注入管的生产管伸入套管内，生产管沿套管延伸至天然气水合物储层内，形成天然气运移通道；

步骤3，将钻头置于CO₂气体注入管内，当钻头沿CO₂气体注入管下放至CO₂气体注入井的设计深度时，利用钻采平台控制钻头依次钻通生产管和套管后沿水平方向钻进，形成CO₂气体注入井，再将CO₂气体注入管依次穿过生产管和套管伸入CO₂气体注入井中进行固井作业，形成二氧化碳气体运移通道；

步骤4，利用钻采平台向CO₂气体注入管内注入由二氧化碳和水蒸气组成的混合气体，混合气体经CO₂气体注入管注入上覆地层中，一部分混合气体向下扩散，使得天然气水合物储层的温度和地层压力升高，促进天然气水合物的分解，另一部分混合气体向上扩散，冷却后聚集形成二氧化碳水合物储层；

步骤5，通过CO₂气体注入管持续向上覆地层中注入混合气体，控制钻采平台，利用降压开采法开采天然气水合物储层中天然气水合物分解产生的天然气。

6.根据权利要求5所述的一种联合CO₂气体埋存的天然气水合物开采方法，其特征在于，所述步骤3中，钻头钻通生产管管壁后形成的钻孔为第二钻孔，钻头钻通套管管壁后形成的钻孔为第一钻孔。

7.根据权利要求5所述的一种联合CO₂气体埋存的天然气水合物开采方法，其特征在于，所述步骤4中，混合气体的温度高于天然气水合物储层所处地层的地层温度，混合气体的注入压力大于天然气水合物储层所处地层的地层压力。