一种利用CO2和地热能开采天然气水合物藏的井结构设计与方法技术

本发明专利技术提供一种利用CO2和地热能开采天然气水合物藏的井结构设计与方法，其包括一个用于注入CO2的水平井与一个用于开采天然气水合物分解产物的直井，所述结构设计适用于天然气水合物藏底部存在干热岩地层的地质结构；所述注入水平井的垂直段钻穿天然气水合物藏，水平段位于干热岩层中，用于将注入的CO2运输至干热岩层中进行加热，并将加热后的CO2上返至天然气水合物藏；所述开采直井钻至天然气水合物藏，用于将天然气水合物分解后的产物与冷却的CO2一起开采至地面。本发明专利技术以CO2作为流动载体，将干热岩中的热量运移到天然气水合物藏中对其进行加热，实现天然气水合物藏的热开采和CO2置换开采，提高天然气水合物藏开发效果的同时实现CO2的地质埋存。

Well structure design and method for exploiting gas hydrate reservoir by using CO2 and geothermal energy

The invention provides a method of using CO2 and geothermal exploitation of natural gas hydrate reservoir wells and structure design method, which comprises a horizontal well for CO2 injection and one for the exploitation of natural gas hydrate decomposition products of vertical wells, the structure design for geological structure on gas hydrate reservoir bottom are hot dry rock strata; the injection wells and vertical drilling in gas hydrate reservoir, horizontal section in hot dry rock, for injection of CO2 transport to dry hot rocks for heating, and the heating of the CO2 return to natural gas hydrate reservoir; the exploitation of gas hydrate reservoir vertical well drilling to natural gas, for the product with the cooling of gas hydrate decomposition of the CO2 mining to the ground. The invention uses CO2 as a mobile carrier, the heat transport of hot dry rock in the gas hydrates in the heating, realization of gas hydrate reservoir thermal recovery and CO2 replacement mining, improve the development effect of the hydrate reservoir CO2 geological storage of natural gas.

【技术实现步骤摘要】
一种利用CO2和地热能开采天然气水合物藏的井结构设计与方法
本专利技术设计属于地热开发和天然气水合物开采领域，尤其涉及一种利用CO2和地热能开采天然气水合物藏的井结构设计与方法。
技术介绍
随着传统化石能源储量的急剧减少，世界各国对新能源的利用与发展给予了特别的关注，其中天然气水合物和地热被寄予了重大的期望。地热是一种储量丰富的清洁可再生能源，其能量来自于地球内部，能量巨大且用之不竭，干热岩中的热能是人们开发利用地热能众多方式中的一种。干热岩是指一般温度大于200℃，埋深千米至数千米，内部不存在流体或者仅有少量流体的高温岩体。因此，一般在干热岩开发的过程中需要对干热岩地层进行压裂，并向地层中注入大量的流体，通过流体的循环将干热岩地层中的热能开采出来。天然气水合物是指天然气和水在特定温度和压力下生产的晶体物质。随着能源短缺的加剧，天然气水合物逐渐引起了国内外科学家的关注，并进行了相关的勘探开发与实验研究。目前，传统的天然气水合物的开采方法主要有改变水合物藏的温度，降低压力或者注入抑制剂法，这些方法的原理都基于破坏水合物的相平衡条件。CO2膨胀性比较大，且粘度比较低，作为溶剂对地层岩石矿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用CO2和地热能开采天然气水合物藏的井结构设计与方法，其包括一个用于注入CO2的水平井与一个用于开采天然气水合物分解产物的直井，以CO2作为流动载体，将干热岩中的热量运移到天然气水合物藏中对其进行加热，实现天然气水合物藏的热开采和CO2置换开采，提高天然气水合物藏开发效果的同时实现CO2的地质埋存，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据天然气水合物藏的地质资料，选择距离天然气水合物藏底部10‑50m处存在干热岩地层的地质结构，其干热岩地层厚度范围为80‑200m；(2)分别钻取两口井，所述两口井均使用套管完井，其中一口为注入水平井，钻至干热岩地层，并在所述注入水平井中的油管与套管之间距离天...

【技术特征摘要】
1.一种利用CO2和地热能开采天然气水合物藏的井结构设计与方法，其包括一个用于注入CO2的水平井与一个用于开采天然气水合物分解产物的直井，以CO2作为流动载体，将干热岩中的热量运移到天然气水合物藏中对其进行加热，实现天然气水合物藏的热开采和CO2置换开采，提高天然气水合物藏开发效果的同时实现CO2的地质埋存，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据天然气水合物藏的地质资料，选择距离天然气水合物藏底部10-50m处存在干热岩地层的地质结构，其干热岩地层厚度范围为80-200m；(2)分别钻取两口井，所述两口井均使用套管完井，其中一口为注入水平井，钻至干热岩地层，并在所述注入水平井中的油管与套管之间距离天然气水合物藏顶部3-5m处放置封隔器进行封堵；另一口为开采直井，钻至天然气水合物藏；(3)所述注入水平井通过油管注入CO2至干热岩地层，经所述干热岩地层加热后的CO2通过油管与套管之间的环空区域上返到天然气水合物藏；(4)天然气水合物分解后的产物与冷却的CO2一起通过所述开采直井生产至地面，实现天然气水合物藏的热开采和CO2置换开采。2.根据权利要求1所述的一种利用CO2和地热能开采天然气水合物藏的井结构设计与方法，其特征在于，所述注入水平井的垂直段钻穿天然气水合物藏，且在天然气水合物藏段进行水力压裂产生压裂缝。3.根据权利要求1所述的一种利用CO2...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯健，王文斌，刘永革，张广福，赵海峰，刘璟垚，刘晓宇，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东,37