一种基于储层稳定的水合物开采装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于储层稳定的水合物开采装置，包括钻井平台，水合物区包括由上至下依次排列的上覆盖层、水合物层、水合物下伏游离气层和下覆盖层，所述水合物层设置有水平开采井，所述水合物层与所述上覆盖层的接触面设置有第一水平辅助井，所述水合物下伏游离气层与所述下覆盖层的接触面设置有第二水平辅助井，所述第一水平辅助井内设置有第一堵头，所述第二水平辅助井内设置有第二堵头；所述钻井平台包括第一钻井平台和第二钻井平台，本实用新型专利技术利用降压与置换相结合的方法开采水合物，能够增加天然气的产量，并且解决海底天然气水合物直接大量开采可能引起海底储层失稳的问题。

A Hydrate Exploitation Device Based on Reservoir Stability

【技术实现步骤摘要】
一种基于储层稳定的水合物开采装置
本技术涉及一种水合物开采装置，尤其涉及一种基于储层稳定的水合物开采装置。
技术介绍
天然气水合物是天然气水在高压低温条件下形成笼型晶体化合物，冰雪状，可点燃，又被称为“可燃冰”。天然气水合物是21世纪公认的最有可能接替煤炭、石油等常规能源的新型绿色能源，具有能量密度高、清洁环保、分布区域广、资源规模大等特点，是未来能源发展的战略制高点。天然气水合物主要分布陆地永久冻土带和水深超过300米的海底沉积物中，其中，超过90％的世界近海海域满足天然气水合物形成所需条件。2017年，我国实现了世界上泥质粉砂型天然气水合物的首次成功试采，并对整个试采过程进行环境监测，然而水合物的首次试采结果表明，水合物试采不会对环境及储层稳定造成影响，但长期开采需要考虑水合物储层稳定性的影响。鉴于泥质粉砂储层胶结程度弱、固结强度低、储层渗透性差的特点，目前，国内外众多学者对海洋水合物开采过程中的储层变形进行了研究，认为现有方法开发水合物过程中，水合物储层发生变形沉降，其中，水合物储层与上下覆盖层接触面土体会发生蠕变并产生较大相对位移，变形最为剧烈。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种基于储层稳定的水合物开采装置，其解决了海底天然气水合物直接大量开采可能引起海底储层失稳的问题。为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案如下：一种基于储层稳定的水合物开采装置，包括钻井平台，水合物区包括由上至下依次排列的上覆盖层、水合物层、水合物下伏游离气层和下覆盖层，所述水合物层设置有水平开采井，所述水合物层与所述上覆盖层的接触面设置有第一水平辅助井，所述水合物下伏游离气层与所述下覆盖层的接触面设置有第二水平辅助井，所述第一水平辅助井内设置有第一堵头，所述第二水平辅助井内设置有第二堵头；所述钻井平台包括第一钻井平台和第二钻井平台，所述第一钻井平台上设置有第一气体采集装置、第一气液分离装置、第一储气罐和第一储水罐；所述第一气体采集装置的一端与所述水平开采井连接，另一端与所述第一气液分离装置连接；所述第一储气罐和第一储水罐分别与所述第一气液分离装置连接，所述第二钻井平台上设置有第二气体采集装置、第二气液分离装置、气体注入装置、气体分离装置、第二储水罐、天然气罐、CO2罐和N2罐，所述第一水平辅助井和第二水平辅助井分别与所述气体注入装置连接，所述第一水平辅助井和第二水平辅助井分别与所述第二气体采集装置连接，所述第二气液分离装置的一端与所述第二气体采集装置连接，另一端与所述气体分离装置连接，所述第二储水罐、天然气罐、CO2罐和N2罐分别与所述第二气体分离装置连接。进一步地，所述水平开采井内设置有第一监测仪器，所述第一水平辅助井内设置有第二监测仪器，所述第二水平辅助井内设置有第三监测仪器。进一步地，所述第一监测仪器包括第一温度传感器、第一压力传感器和第一流量传感器，所述第二监测仪器包括第二温度传感器、第二压力传感器和第二流量传感器，所述第三监测仪器包括第三温度传感器、第三压力传感器和第三流量传感器。进一步地，所述第一钻井平台上设置有第一数据采集与处理系统，所述第二钻井平台上设置有第二数据采集与处理系统，所述第一温度传感器、第一压力传感器和第一流量传感器分别与所述第一数据采集与处理系统连接，所述第二温度传感器、第二压力传感器和第二流量传感器分别与所述第二数据采集与处理系统连接，所述第三温度传感器、第三压力传感器和第三流量传感器分别与所述第二数据采集与处理系统连接。进一步地，所述水平开采井的底部还设置有潜水泵。相比现有技术，本技术的有益效果在于，本技术能够增加天然气的产量，并且解决海底天然气水合物直接大量开采可能引起海底储层失稳的问题，通过在水合物层与上覆盖层的接触面和水合物下伏游离气层与下覆盖层的接触面置换形成CO2/N2水合物，能有效地增强接触面土体强度，降低接触面土体的蠕变和不同土体的相对位移，利用气体注入装置向第二水平辅助井即水合物下伏游离气层与下覆盖层的接触面注入CO2/N2混合气体，将水合物下伏游离气层的天然气驱赶至开采区域，能有效地增加天然气的产气量且能解决海底天然气水合物直接大量开采可能引起海底储层失稳的问题。附图说明下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：图1为本技术的结构示意图。图中：1-水合物区、3-水平开采井、4-第一水平辅助井、5-第二水平辅助井、11-上覆盖层、12-水合物层、13-水合物下伏游离气层、14-下覆盖层、21-第一钻井平台、22-第二钻井平台、31-第一监测仪器、32-潜水泵、41-第一堵头、42-第二监测仪器、51-第二堵头、52-第三监测仪器、211-第一气体采集装置、212-第一气液分离装置、213-第一储气罐、214-第一储水罐、215-第一数据采集与处理系统、221-第二气体采集装置、222-第二气液分离装置、223-气体注入装置、224-气体分离装置、225-第二储水罐、226-天然气罐、227-CO2罐、228-N2罐、229-第二数据采集与处理系统。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。如图1所示，一种基于储层稳定的水合物开采装置，包括钻井平台，水合物区1包括由上至下依次排列的上覆盖层11、水合物层12、水合物下伏游离气层13和下覆盖层14，所述水合物层12设置有水平开采井3，所述水合物层12与所述上覆盖层11的接触面设置有第一水平辅助井4，所述水合物下伏游离气层13与所述下覆盖层14的接触面设置有第二水平辅助井5，所述第一水平辅助井4内设置有第一堵头41，所述第二水平辅助井5内设置有第二堵头51。具体地，所述钻井平台包括第一钻井平台21和第二钻井平台22，所述第一钻井平台21上设置有第一气体采集装置211、第一气液分离装置212、第一储气罐213和第一储水罐214；所述第一气体采集装置211的一端与所述水平开采井3连接，另一端与所述第一气液分离装置212连接；所述第一储气罐213和第一储水罐214分别与所述第一气液分离装置212连接，所述第二钻井平台22上设置有第二气体采集装置221、第二气液分离装置222、气体注入装置223、气体分离装置22本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于储层稳定的水合物开采装置，其特征在于：包括钻井平台，水合物区(1)包括由上至下依次排列的上覆盖层(11)、水合物层(12)、水合物下伏游离气层(13)和下覆盖层(14)，所述水合物层(12)设置有水平开采井(3)，所述水合物层(12)与所述上覆盖层(11)的接触面设置有第一水平辅助井(4)，所述水合物下伏游离气层(13)与所述下覆盖层(14)的接触面设置有第二水平辅助井(5)，所述第一水平辅助井(4)内设置有第一堵头(41)，所述第二水平辅助井(5)内设置有第二堵头(51)；所述钻井平台包括第一钻井平台(21)和第二钻井平台(22)，所述第一钻井平台(21)上设置有第一气体采集装置(211)、第一气液分离装置(212)、第一储气罐(213)和第一储水罐(214)；所述第一气体采集装置(211)的一端与所述水平开采井(3)连接，另一端与所述第一气液分离装置(212)连接；所述第一储气罐(213)和第一储水罐(214)分别与所述第一气液分离装置(212)连接，所述第二钻井平台(22)上设置有第二气体采集装置(221)、第二气液分离装置(222)、气体注入装置(223)、气体分离装置(224)、第二储水罐(225)、天然气罐(226)、CO2罐(227)和N2罐(228)，所述第一水平辅助井(4)和第二水平辅助井(5)分别与所述气体注入装置(223)连接，所述第一水平辅助井(4)和第二水平辅助井(5)分别与所述第二气体采集装置(221)连接，所述第二气液分离装置(222)的一端与所述第二气体采集装置(221)连接，另一端与所述气体分离装置(224)连接，所述第二储水罐(225)、天然气罐(226)、CO2罐(227)和N2罐(228)分别与所述气体分离装置(224)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于储层稳定的水合物开采装置，其特征在于：包括钻井平台，水合物区(1)包括由上至下依次排列的上覆盖层(11)、水合物层(12)、水合物下伏游离气层(13)和下覆盖层(14)，所述水合物层(12)设置有水平开采井(3)，所述水合物层(12)与所述上覆盖层(11)的接触面设置有第一水平辅助井(4)，所述水合物下伏游离气层(13)与所述下覆盖层(14)的接触面设置有第二水平辅助井(5)，所述第一水平辅助井(4)内设置有第一堵头(41)，所述第二水平辅助井(5)内设置有第二堵头(51)；所述钻井平台包括第一钻井平台(21)和第二钻井平台(22)，所述第一钻井平台(21)上设置有第一气体采集装置(211)、第一气液分离装置(212)、第一储气罐(213)和第一储水罐(214)；所述第一气体采集装置(211)的一端与所述水平开采井(3)连接，另一端与所述第一气液分离装置(212)连接；所述第一储气罐(213)和第一储水罐(214)分别与所述第一气液分离装置(212)连接，所述第二钻井平台(22)上设置有第二气体采集装置(221)、第二气液分离装置(222)、气体注入装置(223)、气体分离装置(224)、第二储水罐(225)、天然气罐(226)、CO2罐(227)和N2罐(228)，所述第一水平辅助井(4)和第二水平辅助井(5)分别与所述气体注入装置(223)连接，所述第一水平辅助井(4)和第二水平辅助井(5)分别与所述第二气体采集装置(221)连接，所述第二气液分离装置(222)的一端与所述第二气体采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁前勇，杨林，董一飞，钟超，张亭亭，吴学敏，郭斌斌，肖曦，
申请(专利权)人：广州海洋地质调查局，
类型：新型
国别省市：广东,44