深水天然气水合物注采系统和深水天然气水合物注采方法技术方案

本发明专利技术公开了一种深水天然气水合物注采系统和深水天然气水合物注采方法。所述深水天然气水合物注采系统包括：钻采平台；第一大位移井，第一大位移井的第二端部能够伸入到深水天然气水合物储层内，第一大位移井用于向深水天然气水合物储层内注入化学试剂、二氧化碳和用于加热的流体中的至少一者；和第二大位移井，第二大位移井的第二端部伸入到深水天然气水合物储层内以便开采深水天然气水合物储层中的天然气水合物。根据本发明专利技术实施例的深水天然气水合物注采系统具有产量高、建设成本低、风险小、能够连续运行、开采量高、便于生产操作和维护等优点，可望实现深水天然气水合物资源的大规模商业开采。

【技术实现步骤摘要】
深水天然气水合物注采系统和深水天然气水合物注采方法
本专利技术涉及能源领域，具体地，涉及深水天然气水合物注采系统，还涉及深水天然气水合物注采方法。
技术介绍
天然气水合物是甲烷等烃类气体与水在高压低温条件下形成的笼形化合物，俗称可燃冰。天然气水合物主要分布在冻土带和海洋大陆坡500米-3000米水深的深水区，其中约95％储存在海洋深水区域。目前，天然气水合物的开采方法主要有注热开采法、降压开采法、注化学试剂开采法和二氧化碳置换法等。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供深水天然气水合物注采系统和深水天然气水合物注采方法。为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种深水天然气水合物注采系统，所述深水天然气水合物注采系统包括：能够设在浅水的钻采平台；第一大位移井，所述第一大位移井的第一端部设在所述钻采平台上，所述第一大位移井的第二端部能够伸入到深水天然气水合物储层内，其中所述第一大位移井用于向所述深水天然气水合物储层内注入化学试剂、二氧化碳和用于加热的流体中的至少一者；和第二大位移井，所述第二大位移井的第一端部设在所述钻采平台上，所述第二大位移井的第二端部能够伸入到所述深水天然气水合物储层内以便开采所述深水天然气水合物储层中的天然气水合物。根据本专利技术实施例的深水天然气水合物注采系统具有产量高、建设成本低、风险小、能够连续运行的优点。优选地，所述第一大位移井和所述第二大位移井中的每一者包括：竖直段，所述竖直段的上端部设在所述钻采平台上；和开采段，所述开采段的第一端部与所述竖直段的下端部相连，所述开采段的第二端部能够伸入到所述深水天然气水合物储层内。优选地，所述第一大位移井和所述第二大位移井中的每一者进一步包括过渡段，所述过渡段的第一端部与所述竖直段的下端部相连，所述过渡段的第二端部与所述开采段的第一端部相连。优选地，所述第二大位移井的所述开采段的至少一部分位于所述深水天然气水合物储层内。优选地，所述第二大位移井的所述开采段包括能够伸入到自由天然气储层内的第一开采部以及能够伸入到所述深水天然气水合物储层内的第二开采部。优选地，所述第一大位移井为多个，每个所述第一大位移井用于向所述深水天然气水合物储层内注入化学试剂、二氧化碳和用于加热的流体中的至少一者。优选地，每个所述第一大位移井的第一部分位于所述深水天然气水合物储层内，每个所述第二大位移井的第二部分位于所述深水天然气水合物储层内，其中多个所述第一部分和多个所述第二部分彼此平行，优选地，多个所述第一部分与多个所述第二部分在上下方向上一一相对。优选地，所述第一大位移井为多个，所述第二大位移井为多个，其中每个所述第一大位移井的第一端部设在所述钻采平台上，多个所述第一大位移井的第二端部能够一一对应地伸入到多个深水天然气水合物储层内，每个所述第二大位移井的第一端部设在所述钻采平台上，多个所述第二大位移井的第二端部能够一一对应地伸入到多个深水天然气水合物储层内。本专利技术第二方面提供深水天然气水合物注采方法，所述深水天然气水合物注采方法包括以下步骤：在浅水设置钻采平台；和基于所述钻采平台向深水天然气水合物储层钻井以便形成第一大位移井和第二大位移井，其中利用所述第一大位移井向所述深水天然气水合物储层内注入化学试剂、二氧化碳和用于加热的流体中的至少一者，利用所述第二大位移井开采所述深水天然气水合物储层中的天然气水合物。根据本专利技术实施例的深水天然气水合物注采方法具有产量高、建设成本低、风险小、能够连续运行的优点。优选地，基于同一个所述钻采平台向多个深水天然气水合物储层钻井以便形成多个所述第一大位移井和多个所述第二大位移井，通过多个所述第一大位移井和多个所述第二大位移井开采多个所述深水天然气水合物储层中的天然气水合物。附图说明图1是根据本专利技术实施例的深水天然气水合物注采系统的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参考附图描述根据本专利技术实施例的深水天然气水合物注采系统1。如图1所示，根据本专利技术实施例的深水天然气水合物注采系统1包括第一大位移井30、第二大位移井20和能够设在浅水的钻采平台10。第一大位移井30的第一端部设在钻采平台10上，第一大位移井30的第二端部310能够伸入到深水天然气水合物储层2内。其中，第一大位移井30用于向深水天然气水合物储层2内注入化学试剂、二氧化碳和用于加热的流体中的至少一者。第二大位移井20的第一端部设在钻采平台10上，第二大位移井20的第二端部210能够伸入到深水天然气水合物储层2内，以便开采深水天然气水合物储层2中的天然气水合物。其中，浅水是指深度小于500米的区域。由于第二大位移井20具有非常大的水平位移，因此第二大位移井20具有非常大的采气面积，从而可以显著地提高天然气的单井产量。根据本专利技术实施例的深水天然气水合物注采系统1通过设置第二大位移井20，从而可以将钻采平台10建造在海洋的浅水区。由此不仅无需使用昂贵的浮式作业平台，而且可以将深水水下井口移至位于浅水区的钻采平台10上，无须建立水下井口和相应的浮式钻采系统，从而不仅可以大幅度降低建井工程成本，而且能够避免很多工程、地质和井控风险，特别有利于安全环保以及后续生产操作和维护。根据本专利技术实施例的深水天然气水合物注采系统1通过设置第一大位移井30和第二大位移井20，从而可以各自独立地、互不干扰地采气和使天然气水合物释放出天然气(通过注入化学试剂、二氧化碳和用于加热的流体中的至少一者)。换言之，可以在使天然气水合物释放出天然气的同时，将释放出的天然气采出。其中，可以利用降压开采法、通过第二大位移井20开采深水天然气水合物储层2中的天然气水合物。由此可以连续地使天然气水合物释放出天然气以及连续地从深水天然气水合物储层2采出天然气，从而可以使深水天然气水合物注采系统1连续地运行，以便提高深水天然气水合物注采系统1的开采量。而且，由于钻采平台10位于浅水区，因此第一大位移井30的一部分和第二大位移井20的一部分位于浅水区的地层内。由于同一垂直深度下或相近垂直深度下浅水区地层的地温比深水区地层的地温高出很多，因此当通过第一大位移井30向深水天然气水合物储层2内注入用于加热的流体时，可以利用浅水区的地层加热该流体。由此无需向该流体提供额外的热量，就可以实现对深水天然气水合物储层2的注热开采，从而可以降低深水天然气水合物注采系统1的能耗和运行成本。此外，浅水区的地层的热量可以通过第二大位移井20传递到深水天然气水合物储层2。因此，深水天然气水合物注采系统1在利用降压开采法开采深水天然气水合物储层2中的天然气水合物时，通过第二大位移井20传递到深水天然气水合物储层2的热量可以延长开采时间，进而可以提高开采效率。因此，根据本专利技术实施例的深水天然气水合物注采系统1具有产量高、建设成本低、风险小、能够连续运行、开采量高、便于生产操作和维护等优点，可望实现深水天然气水合物资源的大规模商业开采。钻采平台10可以通过已知的方式建造在海洋的浅水区，这与本申请的专利技术点无关，因此不再详细地描述。优选地，钻采平台10可以是固定式钻采平台。如图1所示，在本专利技术的一些实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深水天然气水合物注采系统(1)，其特征在于，包括：能够设在浅水的钻采平台(10)；第一大位移井(30)，所述第一大位移井(30)的第一端部设在所述钻采平台(10)上，所述第一大位移井(30)的第二端部(310)能够伸入到深水天然气水合物储层(2)内，其中所述第一大位移井(30)用于向所述深水天然气水合物储层(2)内注入化学试剂、二氧化碳和用于加热的流体中的至少一者；和第二大位移井(20)，所述第二大位移井(20)的第一端部设在所述钻采平台(10)上，所述第二大位移井(20)的第二端部(210)能够伸入到所述深水天然气水合物储层(2)内以便开采所述深水天然气水合物储层(2)中的天然气水合物。

【技术特征摘要】
1.一种深水天然气水合物注采系统(1)，其特征在于，包括：能够设在浅水的钻采平台(10)；第一大位移井(30)，所述第一大位移井(30)的第一端部设在所述钻采平台(10)上，所述第一大位移井(30)的第二端部(310)能够伸入到深水天然气水合物储层(2)内，其中所述第一大位移井(30)用于向所述深水天然气水合物储层(2)内注入化学试剂、二氧化碳和用于加热的流体中的至少一者；和第二大位移井(20)，所述第二大位移井(20)的第一端部设在所述钻采平台(10)上，所述第二大位移井(20)的第二端部(210)能够伸入到所述深水天然气水合物储层(2)内以便开采所述深水天然气水合物储层(2)中的天然气水合物。2.根据权利要求1所述的深水天然气水合物注采系统(1)，其特征在于，所述第一大位移井(30)和所述第二大位移井(20)中的每一者包括：竖直段(220)，所述竖直段(220)的上端部设在所述钻采平台(10)上；和开采段(230)，所述开采段(230)的第一端部与所述竖直段(220)的下端部相连，所述开采段(230)的第二端部(231)能够伸入到所述深水天然气水合物储层(2)内。3.根据权利要求2所述的深水天然气水合物注采系统(1)，其特征在于，所述第一大位移井(30)和所述第二大位移井(20)中的每一者进一步包括过渡段(240)，所述过渡段(240)的第一端部与所述竖直段(220)的下端部相连，所述过渡段(240)的第二端部与所述开采段(230)的第一端部相连。4.根据权利要求2所述的深水天然气水合物注采系统(1)，其特征在于，所述第二大位移井(20)的所述开采段(230)的至少一部分位于所述深水天然气水合物储层(2)内。5.根据权利要求2所述的深水天然气水合物注采系统(1)，其特征在于，所述第二大位移井(20)的所述开采段(230)包括能够伸入到自由天然气储层(3)内的第一开采部(232)以及能够伸入到所述深水天然气水合物储层(2)内的第二开采部(233)。6.根据权利要求1所述的深水天然气...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈绪跃，杨进，高德利，洪煜群，邹蚁麒，孟令雨，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11