一种结合降压的水流侵蚀法海洋天然气水合物开采方法技术

本发明专利技术属于海洋天然气水合物开采及海水淡化技术领域，涉及一种结合降压的水流侵蚀法海洋天然气水合物开采方法。本发明专利技术基于水流动对水合物稳定存在的影响，利用水流动过程中引起的水合物相与环境水相之间的化学势差所导致的水合物的分解，以及水流动速度对水合物分解速度快慢的影响，结合降压开采方法，提供了一种结合降压的水流侵蚀法海洋天然气水合物开采技术。本方法首先通过降压开采实现储层水合物的初步部分分解，提高储层周边地区渗透率，并通过分解气控制储层压差实现水合物开采过程的持续水流动，并通过控制水流动速度，实现水合物的逐步稳定高效分解。本方法易于实现，有利于实现水合物的大规模商业化开采。

A method of mining marine natural gas hydrate by flow erosion combined with Depressurization

【技术实现步骤摘要】
一种结合降压的水流侵蚀法海洋天然气水合物开采方法
本专利技术属于海洋天然气水合物开采
，具体涉及一种结合降压的水流侵蚀法海洋天然气水合物开采技术。
技术介绍
随着传统化石燃料用量的增大以及储量的急剧减少，寻找一种高效、清洁可持续的新能源目前已得到了全世界范围内的重视。其中，天然气水合物作为一种新型、高效的环境友好型能源，已被全世界认为是最具开发前景的能源。如何实现天然气水合物高效、安全的商业化开采对于改变目前的世界能源消费结构具极为重要的意义。目前水合物的开采方法主要包括降压开法、热激法、抑制剂法、二氧化碳置换法等方法，但均处于实验研究以及试开采阶段。目前在世界范围内研究最为广泛的是降压开采法，该方法具有简单经济、有效等特点。减压途径主要包含第一、采用低密度泥浆钻井达到减压目的。第二、通过泵出天然气水合物层下方的游离气或者其他流体来降低天然气水合物层的压力。但是降压开采法所存在的缺点也尤为明显。降压开采法对天然气水合物藏的性质有特殊的要求。其次由于水合物大量分解吸热，以及大量气体导致的压强增高、流动加快等引起的储层温度骤降，导致地层结冰以及二次水合物生成，降低储层渗透率，影响开采效率和以及底层失稳等安全问题。且在水合物开采后期，由于储层能量的损失导致的开采产气效率较低。目前寻找多种水合物开采方法的相互结合来实现天然气水合物高效、安全的商业化开采是一直以来的研究热门问题。水流侵蚀法，相较于其他方法具有经济，低耗，高效，简单等优点，目前正在开展研究，也是作为未来水合物开采的重要方法。水流侵蚀法有效的解决了其他开采方法存在的问题包括地层结冰以及二次水合物生成，导致的开采效率低下，储层地质失稳引起的安全等问题。但是水流侵蚀法水合物开采技术的难点在于如何实现水的流动。本专利技术针对目前水合物的开采方法所存在的缺陷，提出了一种新的水合物开采方法。
技术实现思路
本专利技术针对目前天然气水合物开采技术的不足，基于水流动对水合物稳定存在的影响，利用水流动过程中引起的水合物相与环境水相之间的化学势差所导致的水合物的分解，以及水流动速度对水合物分解速度快慢的影响，结合降压开采方法，提供了一种结合降压的水流侵蚀法海洋天然气水合物开采技术。本方法首先通过降压开采实现储层水合物的初步部分分解，提高储层周边地区渗透率，并通过分解气控制储层压差实现水合物开采过程的持续水流动，并通过控制水流动速度，实现水合物的逐步稳定高效分解。本方法易于实现，有利于实现水合物的大规模商业化开采。本专利技术的技术方案：一种结合降压的水流侵蚀法海洋天然气水合物开采方法，步骤如下：(1)选取钻井位置，钻取多组天然气水合物开采通道，每组天然气水合物开采通道共有两条通道，为控压与集气通道和控压与回流通道；在控压与集气通道和控压与回流通道之间及周围钻取多个存水通道，实现控压与集气通道和控压与回流通道间，以及控压与集气通道、控压与回流通道与周围的天然气水合物储层相通，用于存取海水；(2)打开天然气水合物开采通道，通过降压法使天然气水合物储层中部分水合物分解，提高天然气水合物开采通道、存水通道周边以及天然气水合物储层内部的渗透率，有利于海水在天然气水合物储层内部的流动性；(3)利用天然气水合物部分分解产生的分解气，通过控压与集气通道控制天然气水合物储层中两个开采通道之间的压差，促使海水在两个开采通道之间的流动，通过海水侵蚀法对残余水合物进行进一步充分的开采；(4)为了控制水合物的稳定分解速度，在水合物开采中期及开采后期，结合降压过程，通过控制天然气水合物储层中两开采通道之间的稳定压力差来控制水流速度，进而控制水合物的稳定分解速度；(5)在控压与集气通道出口收集天然气，并对其进行储藏与运输；在控压与集气通道出口进行气液分离后产生的水从旁边的控压与回流通道回填再利用。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种结合降压的水流侵蚀法海洋天然气水合物开采方法，通过结合降压开采与水流侵蚀法进行相互的补充，解决了天然气水合物开采过程中的难题，为实现天然气水合物安全、高效，充分的大规模的商业化开采提供了可行的方法。同时，对于天然气水合物开采方法的后续研究具有重要的意义。附图说明图1是本专利技术的开采技术示意图。具体实施方式以下结合技术方案和附图进一步详细说明本专利技术的实施例。实施例本专利技术的一种结合降压的水流侵蚀法海洋天然气水合物开采技术采用低密度泥浆钻井技术，在天然气水合物储层钻取一系列天然气水合物开采通道，通过降压开采使部分水合物首先分解，增加海水在储层内部的流动性。进而通过水流侵蚀法对天然气水合物进行开采。以其中一组开采通道为例进行说明，一组开采通道包括两个通道：控压与集气通道，控压与回流通道。如图1所示，在天然气水合物储层选取两个合适的钻井位置以及合适的降压口，采用低密度泥浆钻井技术在天然气水合物赋存区域钻取两个开采通道，并在两个通道之间及通道附近钻取若干个水平存水通道，用于存取适量的海水，便于海水在储层间的流动。选取一口开采井作为控压与集气通道，另一口井作为控压与回流通道，在水合物开采初期通过降压法进行水合物的开采。通过降低控压与集气通道压力使天然气水合物储层部分水合物分解，打开储层内部水流动通道，提高水合物开采通道及存水通道周边及储层内部的渗透率，从而促使海水在储层内部的流动性增加，推动水流侵蚀法开采的进行。当储层部分水合物在降压过程中分解后，通过分解瞬间产生的大量分解气来控制控压与集气通道，控压与回流通道之间的压力差，促使海水在两个开采井之间的流动，通过控制海水的流动速度实现储层水合物的分解，从而实现通过海水侵蚀法对残余水合物进行进一步充分的开采。在储层水合物开采过程中，为了避免水合物短时间内大量分解导致的地质失稳以及在水合物开采后期出现的开采效率低下等问题，可以在水合物开采中期及开采后期，结合降压开采，通过控制储层两开采通道之间的稳定压差来实现对水流速度的控制，进而控制水合物的分解速度。在在天然气排出收集通道出口收集天然气，并对其进行储藏与运输；在天然气收集口进行气液分离后产生的水从旁边的控压与回流通道回填再利用。以上实施例是本专利技术具体实施方式的一种，本领域技术人员在本技术方案范围内进行的通常变化、替换和不同方法的结合都应包含在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结合降压的水流侵蚀法海洋天然气水合物开采方法，其特征在于，步骤如下：(1)选取钻井位置，钻取多组天然气水合物开采通道，每组天然气水合物开采通道共有两条通道，为控压与集气通道和控压与回流通道；在控压与集气通道和控压与回流通道之间及周围钻取多个存水通道，实现控压与集气通道和控压与回流通道间，以及控压与集气通道、控压与回流通道与周围的天然气水合物储层相通，用于存取海水；(2)打开天然气水合物开采通道，通过降压法使天然气水合物储层中部分水合物分解，提高天然气水合物开采通道、存水通道周边以及天然气水合物储层内部的渗透率，有利于海水在天然气水合物储层内部的流动性；(3)利用天然气水合物部分分解产生的分解气，通过控压与集气通道控制天然气水合物储层中两个开采通道之间的压差，促使海水在两个开采通道之间的流动，通过海水侵蚀法对残余水合物进行进一步充分的开采；(4)为了控制水合物的稳定分解速度，在水合物开采中期及开采后期，结合降压过程，通过控制天然气水合物储层中两开采通道之间的稳定压力差来控制水流速度，进而控制水合物的稳定分解速度；(5)在控压与集气通道出口收集天然气，并对其进行储藏与运输；在控压与集气通道出口进行气液分离后产生的水从旁边的控压与回流通道回填再利用。...

【技术特征摘要】
1.一种结合降压的水流侵蚀法海洋天然气水合物开采方法，其特征在于，步骤如下：(1)选取钻井位置，钻取多组天然气水合物开采通道，每组天然气水合物开采通道共有两条通道，为控压与集气通道和控压与回流通道；在控压与集气通道和控压与回流通道之间及周围钻取多个存水通道，实现控压与集气通道和控压与回流通道间，以及控压与集气通道、控压与回流通道与周围的天然气水合物储层相通，用于存取海水；(2)打开天然气水合物开采通道，通过降压法使天然气水合物储层中部分水合物分解，提高天然气水合物开采通道、存水通道周边以及天然气水合物储层内部的渗透率，有利于海水...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋永臣，陈兵兵，杨明军，刘卫国，赵佳飞，张毅，赵越超，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21