[发明专利]天然气水合物冰冻固井氢氧置换协调开采法

摘要

本发明公开了一种天然气水合物冰冻固井氢氧置协调换开采法，包括构建开采井、冰冻固井、向开采井中注入超临界二氧化碳定向致裂以改造储层结构并降压抽采、抽采完成后进行永久封井，抽采出的天然气就近在发电站进行能量转化，生成的二氧化碳重新制备成超临界二氧化碳，用于下一次天然气水合物的开采，生成的水用于下一次天然气水合物开采中开采井的填充，本发明操作简单，开采速率高，单井开采范围大，最大限度减小了开采对储层稳定性的影响，同时也实现了碳在原天然气水合物储层中的固定，从源头上减小了天然气水合物的开发利用对于增加大气二氧化碳含量的影响。

主权项

1.天然气水合物冰冻固井氢氧置换协调开采法，其特征在于包括以下步骤：/n(1)构建开采井：使用钻机向岩层打一个大孔径钻孔，直至穿透天然气水合物储层上部的致密上覆层，并使用刮刀钻头对井壁割槽；/n(2)冰冻固井：在步骤(1)构建的开采井中插入冻结密封钻杆，向冻结密封钻杆中持续输入低温酒精，利用持续循环的低温酒精进行冰冻固井，直至冻结密封钻杆外表面与周围岩体固结形成冰冻固结区，并持续保持低温；/n(3)二次钻井：完成固井后，利用冻结密封钻杆的内层生产套管继续向下钻孔，直至钻至天然气水合物储层，然后使用内层生产套管中的活动工作杆进行测井；/n(4)储层结构改造、降压抽采：测井工作结束后，利用活动工作杆在天然气水合物储层中造空腔，向开采井中注入二氧化碳，并根据测井结果并利用所述二氧化碳进行冲孔割缝、定向压裂以形成裂缝网来改造储层结构，并采用降压开采方式进行抽采，直至开采完规划区域的天然气水合物或者达到设备累计压裂量程，停止开采，其中上述向开采井中注入的二氧化碳为超临界二氧化碳，所述冲孔割缝介质和定向压裂介质都使用超临界二氧化碳，压裂时根据压力需要考虑配备封孔器；/n(5)进行封井：开采完成后向开采井中注入水或水与二氧化碳的混合物，直至采空区被填满，收回开采设备，同时向开采井中注入冷却剂，将整个钻孔下部全部冻结，钻孔上部注入传统永久封井砂浆，进行永久封井；/n(6)能量转化：抽采出的天然气就近在发电站进行能量转化，生成的二氧化碳制备成超临界二氧化碳，用于下一次天然气水合物的开采，生成的水用于下一次天然气水合物开采中采空区的填充。/n