一种针对水流侵蚀法水合物开采储层的CO2分层埋存方法技术

本发明专利技术属于海洋天然气水合物开采技术领域和CO2地址埋存技术领域，涉及一种针对水流侵蚀法水合物开采储层的CO2分层埋存方法。钻取三口开采井，并在相邻井之间分层钻取多个水流动通道；改变两侧开采井与中间开采井的压力差，控制海水在水流动通道中低速流动，使水流通道周边部分水合物发生分解；当中间开采井出口稳定收集到一定量水合物后，将海水的流动速度提升并稳定至较高流速，实现水合物的储层快速分解；当天然气排出收集通道出口无法收集到CH4气体或者收集的CH4量很少时，通过两侧开采井向储层注入CO2乳液，并使CO2水合物充分、完全的填充开采后的储层。本发明专利技术易于实现，有利于实现水合物的高效开采以及CO2的安全封存。

A CO2 stratified storage method for the reservoir of hydrate exploitation by water erosion method

The invention belongs to the field of marine natural gas hydrate mining technology and the technology of CO2 address storage technology, and relates to a CO2 layering and storing method aiming at the flow erosion method hydrate extraction reservoir. Drill three wells, and in the adjacent wells layered drill a plurality of water flow channels; change on both sides of wells and the middle wells the pressure difference control of seawater flow in low speed flow channel, the water channel surrounding hydrate decomposition; when the middle wells stable export collection to a certain amount of gas hydrate after the water flow speed and stability to a higher flow rate, to achieve rapid decomposition of hydrate reservoir; when the gas is discharged exit is unable to collect CH4 CH4 gas or rarely collected, through the injection of CO2 emulsion to the reservoir on both sides of wells and CO2, hydrate reservoir filling after mining fully and complete. The invention is easy to realize, which is beneficial to the efficient exploitation of hydrates and the safety seal of CO2.

【技术实现步骤摘要】
一种针对水流侵蚀法水合物开采储层的CO2分层埋存方法
本专利技术属于海洋天然气水合物开采
和CO2地址埋存
，具体涉及一种针对水流侵蚀法水合物开采储层的CO2分层埋存方法。
技术介绍
天然气水合物作为一种新能源，具有高效、高能量聚集、储量大、环境友好等特点，发展前景广阔，并得到了世界范围内的重视。目前天然气水合物的开采技术主要包括降压开采法、热激开采法和化学试剂注入开采法、二氧化碳置换开采法，水流侵蚀法。目前水流侵蚀法，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。水流侵蚀法解决了其他开采方法存在的问题：第一、解决了其他方法在水合物开采中，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，影响开采效率和安全的问题。第二：解决了其他方法在水合物后期开采产气效率极低的问题。第三、解决了其他开采方法导致的水合物分解极快，引起底层强度的突然降低，导致底层失稳，引起不必要的自然灾害的问题。但是要彻底解决底层强度降低的问题还需要其他的媒介的介入。随着CO2排放量的增加，温室效应已经越来越多的得到世界范围内的重视，温室效应的存在，极大的影响了我们的生存环境，甚至威胁到了我们的生存。目前，地质埋存作为减少CO2排放量的一种重要手段，主要埋存场所包括：废弃油气藏或正在开发的油气藏、地下盐水层、无法开采的煤气层和天然气水合物藏。与其他方式相比，将CO2以水合物的形式进行埋藏的方式，具有埋藏量大、高效安全的优势。其优点主要有：第一、在水合物开采后，将储层因水合物开采导致的孔隙通过CO2水合物进行填充的方式，提高稳定了地质的稳定性，对于地质的稳定存在具有重大的意义。第二、CO2水合物在生成过程中释放的热量，可以有效的降低储层因水合物开采导致的温度骤降。但何时何地进行CO2的水合物封存也具有一定的难度。本专利技术针对目前水合物的开采过程遇到的问题以及CO2填埋方法所存在的缺陷，提出了一种针对水流侵蚀法水合物开采储层的CO2分层埋存方法。
技术实现思路
本专利技术针对目前水合物的开采过程遇到的问题以及CO2填埋方法所存在的缺陷，基于水流动对水合物稳定存在的影响，在水合物相平衡之上，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CO2地质封存技术，提供了一种针对水流侵蚀法水合物开采储层的CO2分层埋存方法。本方法通过水流侵蚀法实现水合物的分层高效安全开采，增大储层渗透率。同时，在快速开采过后的水合物储层中注入CO2乳液，利用水合物的记忆效应以及相平衡原理，实现水合物的快速分层生成填充。本方法易于实现，有利于实现水合物的高效开采以及CO2的安全分层大量封存。本专利技术的技术方案：一种针对水流侵蚀法水合物开采储层的CO2分层埋存方法，步骤如下：(1)在天然气水合物储层钻取三口开采井，并在相邻两口开采井间分层钻取多条水流动通道，保证水流动通道分层覆盖于天然气水合物储层，实现三口开采井间相通，用于存取适量的海水，并保证海水的正常流动；(2)选取中间的开采井作为天然气排出收集通道，两侧的开采井作为储层压力控制以及CO2乳液注入通道，控制两侧开采井与中间开采井之间的压力差，促使海水的流动；(3)改变两侧开采井的压力，提高与中间开采井的压力差，控制海水在水流动通道中的低速流动，流速为2ml/min，使水流动通道周边部分水合物发生分解，增大天然气水合物储层内部渗透率；当中间开采井的出口稳定收集到水合物后，将海水的流动速度提升并稳定至10ml/min，通过流速调整保证水合物在1h内迅速分解完全，促使每一层水流动通道周边区域范围内的水合物在短时间内迅速分解完全，从而实现水合物的分层快速分解；(4)在天然气排出收集通道出口收集CH4气体，通过对CH4气体的收集来进一步控制天然气排出收集通道内部压力，并对收集的气体进行储藏与运输；(5)当天然气排出收集通道出口无法收集到CH4气体或收集的CH4量很少时，在当前的开采状态下，通过两侧的开采井向天然气水合物储层中注入CO2乳液，在相同压差下促使CO2乳液在天然气水合物储层内部的流动，保证CO2乳液充分的填充天然气水合物储层孔隙，并使CO2水合物充分、完全的填充开采后的天然气水合物储层。本专利技术的有益效果是：提供了一种针对水流侵蚀法水合物开采储层的CO2分层埋存方法，解决了天然气水合物开采过程中存在的难题，为实现天然气水合物的大规模开以及CO2的大规模快速地质填埋提供了可行的方法，排除了因为较大压降导致的储层结构破坏，地质破坏以及重大自然灾害的发生。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CO2分层埋存方法示意图。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针对水流侵蚀法水合物开采储层的CO2分层埋存方法采用低密度泥浆钻井技术，在天然气水合物区域钻取一系列天然气水合物开采通道，并在开采通道之间按合适的距离开采一系列水流动通道，保证水流动通道分层覆盖水合物储层，利用这些开采通道对天然气水合物进行分层水流侵蚀开采，并在短时间内完成开采后，通过注入CO2乳液进行CO2的快速、大量的地质封存。以其中一组开采通道为例进行说明，一组开采通道包括三个通道：天然气排出收集通道，两侧的储层压力控制以及CO2乳液注入通道。如图所示，在天然气水合物储层的合适位置选取三个合适的钻井位置，利用低密度泥浆钻井技术钻取三口开采井，并在两个井之间按一定的合适距离钻取一系列的水流通道，保证水流通道分层覆盖水合物储层，用于存取适量的海水，保证海水的正常流动，水流通道直径无需很大。选取中间的天然气水合物开采井作为天然气排出收集通道，两侧的开采井作为储层压力控制以及CO2乳液注入通道，控制两侧开采井与中间开采井之间的压力差，促使海水的流动。改变两侧开采井的压力，提高与中间开采井的压力差，控制海水在存水通道中的低速流动(2ml/min)，使水流通道周边部分水合物发生分解，增大储层内部渗透率。当中间开采井出口稳定收集到一定量水合物后，将海水的流动速度提升并稳定至10ml/min，通过对流速的调整可以保证水合物在1h内迅速分解完全，促使水流通道周边一定区域范围内的水合物在短时间内迅速分解完全，从而实现水合物的分层快速分解。在天然气排出收集和压力控制通道出口收集天然气水合物分解产生的CH4气体，并对收集的气体进行储藏与运输。由天然气排出收集和压力控制通道分离出的气体通过两侧的控压通道排会储层进行二次流动利用。当天然气排出收集通道出口无法到CH4气体或者收集的CH4量已经很少时，在当前的开采状态下，通过两侧的开采井向储层注入CO2乳液，注入压力为当前两侧开采井的压力，温度为5℃，此温度主要是为了防止CO2水合物的快速生成，导致储层渗透率的急剧降低，促使CO2乳液在储层内部的流动，使CO2水合物充分、完全的填充开采后的储层。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和替换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】
一种针对水流侵蚀法水合物开采储层的CO2分层埋存方法，其特征在于，步骤如下：(1)在天然气水合物储层钻取三口开采井，并在相邻两口开采井间分层钻取多条水流动通道，保证水流动通道分层覆盖于天然气水合物储层，实现三口开采井间相通，用于存取适量的海水，并保证海水的正常流动；(2)选取中间的开采井作为天然气排出收集通道，两侧的开采井作为储层压力控制以及CO2乳液注入通道，控制两侧开采井与中间开采井之间的压力差，促使海水的流动；(3)改变两侧开采井的压力，提高与中间开采井的压力差，控制海水在水流动通道中的低速流动，流速为2ml/min，使水流动通道周边部分水合物发生分解，增大天然气水合物储层内部渗透率；当中间开采井的出口稳定收集到水合物后，将海水的流动速度提升并稳定至10ml/min，通过流速调整保证水合物在1h内迅速分解完全，促使每一层水流动通道周边区域范围内的水合物在短时间内迅速分解完全，从而实现水合物的分层快速分解；(4)在天然气排出收集通道出口收集CH4气体，通过对CH4气体的收集来进一步控制天然气排出收集通道内部压力，并对收集的气体进行储藏与运输；(5)当天然气排出收集通道出口无法收集到CH4气体或收集的CH4量很少时，在当前的开采状态下，通过两侧的开采井向天然气水合物储层中注入CO2乳液，在相同压差下促使CO2乳液在天然气水合物储层内部的流动，保证CO2乳液充分的填充天然气水合物储层孔隙，并使CO2水合物充分、完全的填充开采后的天然气水合物储层。...

【技术特征摘要】
1.一种针对水流侵蚀法水合物开采储层的CO2分层埋存方法，其特征在于，步骤如下：(1)在天然气水合物储层钻取三口开采井，并在相邻两口开采井间分层钻取多条水流动通道，保证水流动通道分层覆盖于天然气水合物储层，实现三口开采井间相通，用于存取适量的海水，并保证海水的正常流动；(2)选取中间的开采井作为天然气排出收集通道，两侧的开采井作为储层压力控制以及CO2乳液注入通道，控制两侧开采井与中间开采井之间的压力差，促使海水的流动；(3)改变两侧开采井的压力，提高与中间开采井的压力差，控制海水在水流动通道中的低速流动，流速为2ml/min，使水流动通道周边部分水合物发生分解，增大天然气水合物储层内部渗透率；当中间开采井的出口稳定收集到水合...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋永臣，杨明军，陈兵兵，王大勇，蒋兰兰，刘瑜，凌铮，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21