一种降压法辅助温控CO2置换天然气水合物的开采方法技术

本发明专利技术公开一种降压法辅助温控CO2置换天然气水合物的开采方法，涉及天然气水合物开采领域，包括以下步骤：首先进行降压法开采，当产量过低时，利用注气井注入CO2进行置换开采天然气水合物，使天然气水合物开采和注CO2气体进行置换反应同时进行，置换反应过程中，通过控制注入泵的出口压力控制天然气水合物储层压力在对应于天然气水合物储层温度的二氧化碳水合物相平衡压力范围内，当所述注气井水平段的温度接近天然气水合物生成的临界平衡温度时，通过控制注入CO2的温度实现地层中的置换反应持续进行，防止由于温度过低导致置换反应无法进行，提升置换效率，实现天然气水合物的有效开采和CO2的有效地质埋存。

A Pressure Reduction Method Assisted by Temperature-Controlled CO2 Replacement for Natural Gas Hydrate Exploitation

The invention discloses a depressurization method assisted by temperature-controlled CO2 to replace natural gas hydrate, which relates to the field of natural gas hydrate exploitation. It includes the following steps: firstly, depressurization method is used to exploit natural gas hydrate, when the output is too low, gas injection wells are used to inject CO2 to exploit natural gas hydrate, so that both gas hydrate exploitation and CO2 gas injection are carried out simultaneously, and displacement reaction is carried out. During the process, the gas hydrate reservoir pressure is controlled by controlling the outlet pressure of the injection pump within the phase equilibrium pressure range of carbon dioxide hydrate corresponding to the gas hydrate reservoir temperature. When the temperature of the horizontal section of the gas injection well approaches the critical equilibrium temperature of gas hydrate formation, the replacement reaction in the formation can be carried out continuously by controlling the temperature of CO2 injection. Because the temperature is too low, the displacement reaction can not be carried out, the displacement efficiency can be improved, and the effective exploitation of natural gas hydrate and the effective geological storage of CO2 can be realized.

【技术实现步骤摘要】
一种降压法辅助温控CO2置换天然气水合物的开采方法
本专利技术涉及天然气水合物开采领域，特别是涉及一种降压法辅助温控CO2置换天然气水合物的开采方法。
技术介绍
天然气水合物(俗称可燃冰)有望成为21世纪继页岩气、致密气、煤层气、油砂等之后接替能源之一，其主要分布在陆地永久冻土带和沿海大陆架300-3000m水深海域，其中约90％储存在深海区域。总之，天然气水合物具有巨大的开发价值。目前，传统开采方法主要有降压法、热激发法和化学剂法，新型开采方式主要有CO2置换法和固体开采法。降压法原理是通过降低水合物储层孔隙压力使其低于该区域温度对应的水合物相平衡压力，打破水合物稳定条件而使其分解。降压法通常是降低水合物层下伏游离气层的压力或抽取水合物储层流体。该法开采水合物过程无热量消耗和损失，不需要连续激发，成本较低，是所有开采方法中的首选方法。但是降压法也存在缺陷，主要包括：一是水合物分解为吸热过程，温度不断降低会导致天然气水合物二次生成或者地层水结冰，导致储层的渗透率下降，压力降在地层中传播速度较慢，影响天然气水合物分解产气速度；二是天然气水合物的开采引起地层强度的降低，可能导致地层失稳，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降压法辅助温控CO2置换天然气水合物的开采方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、钻注到达天然气水合物储层的注气井和若干个生产井，所述生产井包括采出井竖直段和位于天然气水合物储层中的生产井水平段，所述注气井包括注气井竖直段和若干组位于天然气水合物储层中的注气井水平段，一组所述注气井水平段与一个所述生产井相对应；步骤二、对所述生产井水平段选取降压位置，采用低密度泥浆钻完井对天然气水合物储层降压，使井筒附近储层中的部分天然气水合物分解，形成渗流通道，当天然气水合物储层的压力降至天然气水合物储层温度所对应水合物相平衡压力的15％以下或达到工程实际要求时，停止降压开采；步骤三、在所述注气井水平...

【技术特征摘要】
1.一种降压法辅助温控CO2置换天然气水合物的开采方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、钻注到达天然气水合物储层的注气井和若干个生产井，所述生产井包括采出井竖直段和位于天然气水合物储层中的生产井水平段，所述注气井包括注气井竖直段和若干组位于天然气水合物储层中的注气井水平段，一组所述注气井水平段与一个所述生产井相对应；步骤二、对所述生产井水平段选取降压位置，采用低密度泥浆钻完井对天然气水合物储层降压，使井筒附近储层中的部分天然气水合物分解，形成渗流通道，当天然气水合物储层的压力降至天然气水合物储层温度所对应水合物相平衡压力的15％以下或达到工程实际要求时，停止降压开采；步骤三、在所述注气井水平段下生产套管，接着下油管，对所述注气井水平段进行射孔完井，注入CO2气体进行置换反应，通过控制注入泵的出口压力控制天然气水合物储层压力在对应于天然气水合物储层温度的二氧化碳水合物相平衡压力范围内，当所述注气井水平段的温度接近天然气水合物生成的临界平衡温度时，通过控制注入CO2的温度实现地层中的置换反应持续进行，直到天然气产量明显下降或达到工程设计最低要求时停止对所述注气井注入CO2；步骤四、所述生产井水平段采用套管射孔完井，开采的天然气输送到所述生产井井口连接的气液分离器中，经过所述气液分离器之后分离出的液体和气体分别收集到液体罐和集气罐中。2.根据权利要求1所述的降压法辅助温控CO2置换天然气水合物的开采方法，其特征在于，在所述步骤一中，所述注气井水平段的延伸方向与所述生产井水平段的延伸方向是相反的，各组所述注气井水平段包括两个注气分支水平井，一个所述注气分支水平井靠近天然气水合物储层顶部，另一个所述注气分支水平井靠近天然气水合物储层底部，所述生产井水平段处于两个所述注气分支水平井之间。3.根据权利要求2所述的降压法辅助温控CO2置换天然气水合物的开采方法，其特征在于，在所述步骤三中，将各所述注气分支水平井分为注气分支水平井前段、注气分支水平井中间段和注气分支水...

【专利技术属性】
技术研发人员：马平华，王茜茜，邵先杰，张宝聪，李明峰，习娜，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13