一种平行水平井微波加热开采天然气水合物的方法技术

一种平行水平井微波加热开采天然气水合物的方法，属于天然气水合物的开采技术领域。所述方法包括：结合地质资料，对目标储藏布置平行水平井网及配套完井作业，完井后通过水平井实施降压开采直至无经济效益，随后在供热井布置地面供给系统及井下微波加热系统，通过微波加热器对天然气水合物层进行加热，并从生产井对天然气及采出水进行收集；本发明专利技术通过向目标储藏布置平行分布的水平井提高可动用天然气水合物储量，使用连续油管及微波加热器实现可移动式加热储藏，通过改变加热位置、热量输出功率及排水采气的速度，可实现天然气水合物储藏最优化开采，可提高采气效率，增加经济效益。

A Method for Exploiting Natural Gas Hydrate by Microwave Heating in Parallel Horizontal Wells

【技术实现步骤摘要】
一种平行水平井微波加热开采天然气水合物的方法
一种平行水平井微波加热开采天然气水合物的方法，属于天然气水合物的开采
，具体涉及一种综合利用加热法和降压法开采天然气水合物的方法。
技术介绍
天然气水合物(naturalgashydrate，简称NGH)，是天然气在一定的低温、高压下与水形成的非化学计量笼形化合物，也被称为“可燃冰”。1m3天然气水合物可含164m3甲烷气和0.8m3的水。“可燃冰”是天然气的附生产品，应用范围与天然气大致相同，是一种典型的石油替代品。“可燃冰”极易燃烧，在同等条件下，“可燃冰”燃烧产生的能量比煤、石油、天然气要高出数十倍，被誉为“属于末来的超级能源”。我国的可燃冰储量十分丰富，根据调查研究，我国的天然气水合物主要分布在南海海域、东海海域、青藏高原冻土带以及东北冻土带。人为地打破天然气水合物稳定存在的相平衡条件，促使其分解，是目前开发天然气水合物的主要方法。根据天然气水合物的平衡相图，大体上可分为加热法、化学法、降压法三类。加热法：此方法主要是将蒸汽、热水、热盐水或其它热流体介质从地面泵入天然气水合物储层，也可采用开采重油时使用的火驱法或利用钻柱加热器。热开采技术的主要不足是会造成大量的热损失，效率很低。添加化学剂：某些化学剂，诸如盐水、甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇等化学剂可以改变水合物形成的相平衡条件，降低水合物稳定温度。添加化学剂最大的缺点是费用太昂贵。由于大洋中天然气水合物的压力较高，因而不宜采用此方法。降压法：通过降低压力而引起天然气水合物稳定的相平衡曲线的移动，从而达到促使天然气水合物分解的目的。开采水合物层之下的游离气是降低储层压力的一种有效方法，另外通过调节天然气的提取速度可以达到控制储层压力的目的，进而达到控制水合物分解的效果。降压法最大的特点是不需要昂贵的连续激发，因而其可能成为今后大规模开采天然气水合物的有效方法之一。CN200910059321.8公开了一种通过水泵向天然气水合物开采井外排水的装置和方法，通过排水降低天然气水合物层的压力，促进天然气水合物层的分解。但是单纯采用降压法提供的分解推动力小，且天然气水合物分解造成温度降低，当温度降低到0℃以下，还会造成冰堵塞和天然气水合物分解的停滞，CN20111048906.4公开了一种排水降压的同时加热的方法开采天然气水合物，连续促进水合物的分解，上述两种方法都是利用水合物分解后气体上逸，水由于自重下落，水泵将水排出天然气水合物开采井外，但实际上分解气体上逸时携带大量的水汽，上逸速度很慢，开采效率很低。而且CN20111048906.4中利用水平井燃烧加热，天然气水合物开采井内燃烧加热不安全，天然气水合物开采井内外都有可燃气体，使用明火直接加热非常危险。CN201310398998.0中利用微波发生器加热开采天然气水合物，通过加热促进天然气水合物分解，但使用直井方式开采限制了被加热的天然气水合物的受热体积，而将微波发生器固定于封隔器上部更加进一步限制了天然气水合物的受热体积。
技术实现思路
本专利技术通过向目标储藏布置平行分布的水平井提高可动用天然气水合物储量，使用连续油管及微波加热器实现可移动式加热储藏，通过改变加热位置、热量输出功率及排水采气的速度，可实现天然气水合物储藏最优化开采，可提高采气效率，增加经济效益。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种平行水平井微波加热开采天然气水合物的方法，所述方法包括下述步骤：步骤1、布置水平井网，结合地质资料，对目标储藏布置平行水平井网，井网中两口水平井为一组，位于储藏高部位井作为供热井，低部位井作为生产井，通过平行分布水平井来提高可动用天然气水合物储量；步骤2、完井作业，平行水平井网布置完成后进行配套完井作业；步骤3、降压开采，配套完井作业后，布置生产井配套地面系统，对供热井及生产井实施降压开采，直至无经济效益；步骤4、布置供热系统，供热系统包括地面供给系统和井下微波加热系统；步骤5、加热开采，通过微波加热系统对天然气水合物层加热，并从生产井收集天然气及地层水。所述步骤1中平行水平井网包括：所述供热井水平段延伸方向与所述生产井水平段延伸方向可以是同向的，也可以是反向的。所述平行水平井网布置范围为：供热井水平段与生产井水平段深度之差范围5-50米，水平段长度范围500-2000米，在实际生产中根据地层条件选择相应布井参数。所述步骤2中配套完井作业分为直井段完井和水平段完井，所述直井段完井中直井段深度大于水平段深度5-30米，形成存液腔，以实现气水分采，减少采出气含水量，并抑制套管中天然气水合物形成；生产井及供热井水平段完井均为裸眼完井，以防止金属套管对微波加热器造成负面影响；作业时在所述供热井及生产井直井段中下入电潜泵，下入至直井段底部存液腔，并下入防砂装置，防砂装置能够防止天然气水合物分解产生的砂石进入直井段内，防止砂石损坏井下设备；具体实施过程为依次向水平井中下入防砂装置、扶正器、电潜泵以及动力电缆，所述防砂装置、扶正器、电潜泵以及动力电缆均为常用井下工具，可根据实际储藏情况选择适应型号。所述步骤3中生产井配套地面系统包括供电系统、采出水处理系统、采出气处理系统和控制系统。所述供电系统包括电源、变频器，由动力电缆与生产井口油管入口依次连接，通过调整变频器输出功率，进而调整电潜泵在井底排液速度；所述电源包括发电机、工业用电及各种常规电源。所述采出水处理系统包括储水装置、采出水处理装置、调节阀门、温度传感器、压力传感器、液体流量计，经由输水管线与生产井口油管出口依次连接，通过液体流量计、压力传感器及温度传感器实时收集电潜泵排液数据，通过调节阀门对排水量实施控制，通过采出水处理装置对采出水进行过滤、脱气处理，将过滤后的水供入储水装置以待下一步处理，所述储水装置内部设有计量装置，用以监测储水装置内部存水量；所述储水装置包括水罐以及其他具有存储水功能的容器，所述计量装置包括液位仪以及其他具有测量水位功能的装置，所述采出水处理装置包括具有过滤、分解水中溶解气功能的常规水处理设备，所述调节阀门、温度传感器、压力传感器、液体流量计、输水管线均为常规设备。所述采出气处理系统包括储运设备、天然气处理设备、气液分离器、调节阀门、温度传感器、压力传感器、气体流量计，依次经由输气管线连接于生产井口套管出口，通过气体流量计、压力传感器及温度传感器实时收集套管采气数据，通过调节阀门对采气量实施控制，通过气液分离器对采出气进行气液分离处理，分离后的天然气供入天然气处理装置进行下一步加工，包括过滤处理、脱硫处理、脱水处理，处理后的天然气供入储运设备进行运输；所述储运设备包括输气管线、压力容器及其他具有天然气储运功能的常规设备，所述天然气处理设备包括具有过滤、脱硫、脱水功能的常规天然气处理设备，所述气液分离器为常规具有气液分离功能的设备，所述调节阀门、温度传感器、压力传感器、气体流量计、输气管线均为常规设备。所述采出水处理装置与气液分离器之间通过输气管线与输水管线相连接，所述输气管线上设有气体流量计，所述输水管线上设有液体流量计，采出水处理装置中脱气后产生的天然气供入气液分离器，气液分离器分离出的水供入采出水处理装置进行下一步处理。所述控制系统包括控制器和信号接收器，通过信号传输电缆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平行水平井微波加热开采天然气水合物的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：步骤1、布置水平井网，结合地质资料，对目标储藏布置平行水平井网，井网中两口水平井为一组，位于储藏高部位井作为供热井，低部位井作为生产井，通过平行分布水平井来提高可动用天然气水合物储量；步骤2、完井作业，平行水平井网布置完成后进行配套完井作业；步骤3、降压开采，配套完井作业后，布置生产井配套地面系统，对供热井及生产井实施降压开采，直至无经济效益；步骤4、布置供热系统，供热系统包括地面供给系统和井下微波加热系统；步骤5、加热开采，通过微波加热系统对天然气水合物层加热，并从生产井收集天然气及地层水。

【技术特征摘要】
1.一种平行水平井微波加热开采天然气水合物的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：步骤1、布置水平井网，结合地质资料，对目标储藏布置平行水平井网，井网中两口水平井为一组，位于储藏高部位井作为供热井，低部位井作为生产井，通过平行分布水平井来提高可动用天然气水合物储量；步骤2、完井作业，平行水平井网布置完成后进行配套完井作业；步骤3、降压开采，配套完井作业后，布置生产井配套地面系统，对供热井及生产井实施降压开采，直至无经济效益；步骤4、布置供热系统，供热系统包括地面供给系统和井下微波加热系统；步骤5、加热开采，通过微波加热系统对天然气水合物层加热，并从生产井收集天然气及地层水。2.如权利要求1所述一种平行水平井微波加热开采天然气水合物的方法，其特征在于，所述供热井水平段延伸方向与所述生产井水平段延伸方向可以是同向的，也可以是反向的。3.如权利要求1所述一种平行水平井微波加热开采天然气水合物的方法，其特征在于，所述配套完井作业分为直井段完井和水平段完井，所述直井段完井中直井段深度大于水平段，形成存液腔；所述水平段...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓丽，袁鹏飞，
申请(专利权)人：大庆东油睿佳石油科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23