[发明专利]基于温海水-砾石吞吐置换开采I类水合物系统的方法

摘要

本发明方案公开一种基于温海水‑砾石吞吐置换开采I类水合物系统的方法：(1)针对浅层含块状水合物I类水合物系统储层，打一贯穿水合物层和游离气层的主井眼，并在游离气层射孔，降压开采下伏游离气；(2)通过采用水合物储层钻取主井加多分支孔的方法来增大块状水合物的分解表面积，并结合表层海水吞吐法、流体抽取降压法相结合的开采技术，使块状水合物逐步分解；(3)通过间歇式向地层中注入一定粒径的砂砾，不断填补由块状水合物分解造成的地层亏空空间，维持地层稳定的同时提高近井渗透率；循环往复执行，既实现了天然气水合物的持续性、规模性开采，又维护了海底环境及生态系统的稳定，体现了绿色环保开发理念。

主权项

1.基于温海水吞吐‑砾石置换开采I类水合物系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、针对I类水合物系统储层，打一垂直主井眼贯穿水合物储层和游离气层，并在全井段射孔完成；对水合物层及与下伏游离气同时降压，使水合物储层下表面、主井眼的块状水合物逐步分解，降压开采下伏游离气；降压开采下伏游离气时，具体通过以下方式实现：(1)首先确定I类水合物系统中各小层的埋藏深度、分布面积、厚度、下伏游离气位置、延伸方向、储层渗透率和力学强度，并据此设计主井眼的钻井方案和井深结构；在生产井施工前，布设用于监测块状水合物储层分解状态、波及面积、地层稳定性和甲烷气体溢出情况的监测井；(2)然后将吸力锚置入海底泥面以下，利用钻采船钻一垂直主井眼依次钻穿表层沉积物、浅表层块状水合物储层、分散状水合物储层和游离气层后，全井段固井、射孔；(3)使用防砂工具完井，建立游离气层与井筒的流动通道；(4)在主井眼中，分别安装一套用于水合物降压开采的大功率电泵和一套用于注表层海水及砾石填充的高压注入泵，大功率电泵和高压注入泵两套系统通过自动切换开关在左右两侧交替使用，并在大功率电泵前端设置一气‑水‑砂三相分离器；(5)关闭RMR钻井系统吸入装置的环形BOP，启动RMR钻井系统的举升装置来降低井底压力，实现降压生产；S2、当降压开采出气量减少时，向水合物储层注入表层温海水进行热量交换，待储层水合物进一步分解、储层压力恢复后，抽出海水降压，实现降压与加热联采；S3、根据出气量判断降压开采程度，当水合物分解在井筒附近和水合物储层底部产生孔洞时，通过管道间歇式的输送特定量的砾石逐步弥补亏空；S4、重复执行步骤S2和S3，通过不断的海水吞吐循环、降压开采、注入砾石，使浅层块状I类水合物系统矿体不断分解直至开采结束。