[发明专利]一种结合注入热海水增强甲烷开采和二氧化碳封存的天然气水合物置换方法

摘要

本发明属于天然气水合物开采领域，涉及到一种结合注入热海水增强甲烷开采和二氧化碳封存的天然气水合物置换方法。首先钻井完成后，水合物储层压力降低，井筒周围的天然气水合物处于亚稳态状态；然后利用井筒向储层注入二氧化碳，在离井筒较近的水合物藏开采浅层发生置换反应；再利用井筒向储层同时注入二氧化碳热海水，使因置换反应而形成地致密的二氧化碳、甲烷混合水合物发生分解，并使无法被置换的水合物小孔穴中的甲烷得到开发；最后停止注入热海水，向储层持续注入二氧化碳，使二氧化碳向水合物藏开采深层迁移，促进更多的水合物发生置换反应。本发明同时实现了水合物安全高效开采和封存二氧化碳以减轻温室效应的目的。

主权项

1.一种结合注入热海水增强甲烷开采和二氧化碳封存的天然气水合物置换方法，其特征在于，包括如下步骤：1）选取水合物藏开采目标区域，搭建海上注入平台和产气平台，分别进行二氧化碳及热海水注入井、甲烷产气井钻井；钻井完成后，水合物储层压力降低，井筒周围的天然气水合物处于亚稳态状态；2）通过二氧化碳及热海水注入井向水合物储层注入二氧化碳，并控制储层压力在对应储层温度的二氧化碳水合物相平衡压力以上，促使离井筒较近的天然气水合物藏开采浅层发生置换反应，被置换出的甲烷气体和残余的二氧化碳气体通过甲烷产气井收集； 3）通过二氧化碳及热海水注入井同时向水合物储层注入热海水和二氧化碳，利用热海水使天然气水合物藏开采浅层因置换反应而形成的致密的二氧化碳、甲烷混合水合物发生部分分解，打开二氧化碳向深层水合物藏流动运移的通道，提高二氧化碳的置换速率，同时利用热海水将无法被二氧化碳直接置换的天然气水合物小孔穴中的甲烷释放出来，提高甲烷开采率和二氧化碳封存率；被释放出甲烷气体和残余的二氧化碳通过甲烷产气井收集；4）停止注入热海水，利用二氧化碳及热海水注入井向水合物储层注入二氧化碳，并控制储层压力在对应储层温度的二氧化碳水合物相平衡压力以上，促使在离井筒较远的天然气水合物藏开采深层发生置换反应，被置换出的甲烷气体和残余的二氧化碳气体通过甲烷产气井收集；同时残余的热海水和注入的二氧化碳生成二氧化碳水合物，提高储层稳定性并增强二氧化碳的封存量；5）针对步骤2）、3）和4）中从海上产气平台的甲烷产气井收集的产品，首先进行气、水分离，再对气体进行分离得到纯净甲烷气体，最终完成对甲烷气体的储藏与运输。