一种注入CO2动用地热能开发天然气水合物藏的方法技术

本发明专利技术公开了一种注入CO2动用地热能开发天然气水合物藏的方法，主要是设计一个由定向注入井和定向生产井组成的井组系统，从定向注入井注入CO2携带地热能开发天然气水合物。其具体做法为：在海上钻井平台打一口定向注入井和一口定向生产井，其中定向注入井贯穿水合物藏并延伸至干热岩储层，定向生产井包括水平生产井段和定向连通井段，注入的CO2经定向注入井射孔段进入干热岩储层，发生热交换后经定向生产井的定向连通井段上返至水合物藏，促使水合物分解。本发明专利技术选用CO2作为载热流体，能够实现热激发法和CO2置换法的优势组合，其设备简单、操作方便，经济性强，可为水合物藏增产措施的实施提供指导。

Method for developing gas hydrate reservoir by injecting geothermal energy injected into CO2

The invention discloses a method for injecting CO2 use geothermal exploitation of natural gas hydrate reservoir, mainly is to design a directional wells and directional wells injection production well group composition of the system, from the directional injection well injection CO2 carrying geothermal development of natural gas hydrate. The specific approach is: a directional on offshore drilling platform in a directional injection wells and production wells, which runs through the directional injection well hydrate reservoir and extends to the hot dry rock reservoir, directional production wells including horizontal production wells and directional wells connected by directional CO2 injection, injection well perforating into the hot dry rock reservoir layer, heat exchange occurs after directional wells connected wells is returned to hydrate, the hydrate decomposition. The invention adopts CO2 as a heat carrying fluid, and can realize the advantages combination of the heat excitation method and the CO2 replacement method. The device has the advantages of simple equipment, convenient operation and strong economy, and can provide guidance for the practice of the stimulation measures of the hydrate reservoir.

【技术实现步骤摘要】
一种注入CO2动用地热能开发天然气水合物藏的方法
本专利技术涉及一种开采海底水合物藏的方法，尤指在海上钻井平台打一口定向注入井和一口定向生产井利用CO2同时开发地热能和水合物藏的井组结构与方法。
技术介绍
由于传统化石能源储量的不断减少，地热能、天然气水合物等可再生清洁新能源越来越受到世界各国的重视。水合物分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。目前开采天然气水合物主要通过破坏其相平衡条件，使固态的天然气水合物分解成气态的天然气和液态的水，开采方法主要有降压法、热激发法、注化学剂法和CO2置换法。然而采用单一的开采方法进行开发利用的效果有限且存在许多缺点，如降压法容易造成水合物的二次生成堵塞流动通道；热激发法热损失大；CO2置换法利用效率低等。地热能泛指地球释放出的热能，干热岩储层属于地热能的一种，其具有极小的孔隙度和渗透率，内部流体含量极少，流体流动系数较低。干热岩储层的开采通过注入井将高压流体注入到深部岩体中,用以增大岩石中的裂隙体积,形成人工渗流通道,之后通过生产井将被高温岩体加热过的流体采至井口。CO2是一种较好的载热流体，在地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种注入CO2动用地热能开发天然气水合物藏的方法，其设计一个由定向注入井和定向生产井组成的井组系统，其中定向生产井包括水平生产井段和定向连通井段，注入的CO2经定向注入井与干热岩储层发生热交换，在压力的作用下流入定向连通井段，在封隔器的作用下，上返至水合物藏促使水合物分解产生天然气，注入的CO2以及水合物分解产生的天然气和水所组成的混合流体在重力及压力作用下流入水平生产井段采出，其特征在于包括以下步骤：步骤(1)：选择海底存在水合物藏且水合物藏下部发育有干热岩储层的地质构造区域作为施工区域，其中水合物藏的厚度不低于20m，干热岩储层的平均温度不低于120℃；步骤(2)：在海上钻井平台打两口井组...

【技术特征摘要】
1.一种注入CO2动用地热能开发天然气水合物藏的方法，其设计一个由定向注入井和定向生产井组成的井组系统，其中定向生产井包括水平生产井段和定向连通井段，注入的CO2经定向注入井与干热岩储层发生热交换，在压力的作用下流入定向连通井段，在封隔器的作用下，上返至水合物藏促使水合物分解产生天然气，注入的CO2以及水合物分解产生的天然气和水所组成的混合流体在重力及压力作用下流入水平生产井段采出，其特征在于包括以下步骤：步骤(1)：选择海底存在水合物藏且水合物藏下部发育有干热岩储层的地质构造区域作为施工区域，其中水合物藏的厚度不低于20m，干热岩储层的平均温度不低于120℃；步骤(2)：在海上钻井平台打两口井组成一个定向注入井和定向生产井井组系统，其中所述定向注入井贯穿水合物藏并延伸至下部干热岩储层距离顶部位置处，所述定向生产井包括从海平面延伸至水合物藏距离顶部位置处的水平生产井段和与所述水平生产井段连通的从水合物藏延伸至下方干热岩储层距离顶部位置处的定向连通井段，所述定向注入井与所述定向生产井定向连通井段的井眼轨迹方向相反；步骤(3)：对位于干热岩储层的所述定向注入井和对位于水合物藏的所述水平生产井段进行射孔作业，位于干热岩储层的所述定向连通井段上存在射孔段1，位于水合物藏的所述定向连通井段上存在射孔段2，所述水平生产井段下方3～5m处的所述定向连通井段中安装有封隔器；步骤(4)：通过所述定向注入井对干热岩储层进行水力压裂作业；步骤(5)：在所述定向注入井的井口以2000～5000m3/d的速度注入CO2，所述定向生产井采用定压开采，井底压力为所述水合物藏原始压力的0.3～0.7倍，所述CO2经所述定向注入井射孔段进入干热岩储层并发生热交换，在压力的...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯健，赵海峰，刘永革，李晓宁，周鹏，马鹏飞，王元银，白雅洁，
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