用于开采天然气水合物的井结构制造技术

本实用新型专利技术涉及天然气水合物开采领域，公开了一种用于开采天然气水合物的井结构。所述井结构包括从海平面延伸至水合物层(10)的生产井(20)和注入管(30)，所述注入管(30)插设于所述生产井(20)内且与所述生产井(20)之间具有径向间隔，该径向间隔内设置有第一封隔器(31)以将所述生产井(20)的内部空腔分隔为上腔室(21)和下腔室(22)，所述上腔室(21)与所述水合物层(10)连通以用于收集所述水合物层(10)的分解产物，所述下腔室(22)与所述注入管(30)的出口端和所述水合物层(10)连通以用于向所述水合物层(10)注入助采流体。本实用新型专利技术的井结构能够大大提高单井天然气产量，大幅降低开采成本。低开采成本。低开采成本。

【技术实现步骤摘要】
用于开采天然气水合物的井结构


[0001]本技术涉及天然气水合物开采领域，具体地涉及一种用于开采天然气水合物的井结构。

技术介绍

[0002]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，将有望成为21世纪继页岩气、致密气、油砂等之后的储量最为巨大的接替能源。天然气水合物主要分布在冻土带和海洋大陆坡300～3000m水深的深水区，初步估计其资源量为全球含碳化合物的两倍，其中约95％储存在海洋深水区域。
[0003]虽然天然气水合物已经取得了多次试采成功，但作为一种新型海洋深水能源，海底天然气水合物尚未实现商业化开采。天然气水合物与传统型能源不同，其在埋藏条件下是固体，在开采过程中分解产生天然气和水。针对天然气水合物这一性质，其开采基本原理都是围绕着如何改变天然气水合物稳定存在的温度、压力条件，促使其分解，进而产出天然气。
[0004]目前国内外常见的开采方法主要有注热开采法、降压开采法、注化学试剂开采法以及CO2置换法等。但无论哪一种开采方法，产量都无法达到大规模商业开采的要求，并且由于可燃冰物理化学的特殊性和海洋深水环境的复杂性，深水水合物的开采具有高风险、高投入、高技术的特点。因此要实现天然气水合物的大规模商业开采，不仅要大大增加单井天然气产量，还要大大降低开采成本。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是针对上述问题，提供一种用于开采天然气水合物的井结构，以大大提高单井天然气产量，大幅降低开采成本。
[0006]为了实现上述目的，本技术提供一种用于开采天然气水合物的井结构，所述井结构包括从海平面延伸至水合物层的生产井和注入管，所述注入管插设于所述生产井内且与所述生产井之间具有径向间隔，该径向间隔内设置有第一封隔器以将所述生产井的内部空腔分隔为上腔室和下腔室，所述上腔室与所述水合物层连通以用于收集所述水合物层的分解产物，所述下腔室与所述注入管的出口端和所述水合物层连通以用于向所述水合物层注入助采流体。
[0007]可选地，所述生产井为沿竖直方向延伸的直井，所述生产井的井壁上设置有连通所述上腔室与所述水合物层的第一采集孔以及连通所述下腔室与所述水合物层的注入孔。
[0008]可选地，所述生产井包括主井和第一支井，所述主井设置为从海平面延伸至所述水合物层，所述第一支井位于所述水合物层内，所述第一支井与所述上腔室连通，所述第一支井的井壁上设置有连通所述上腔室与所述水合物层的第一采集孔。
[0009]可选地，所述主井为竖直井，所述第一支井为从所述主井向外延伸的水平井。
[0010]可选地，所述生产井包括第二支井，所述第二支井位于所述水合物层内，所述第二
支井与所述下腔室连通，所述第二支井的井壁上设置有连通所述下腔室与所述水合物层的注入孔。
[0011]可选地，所述第二支井间隔地位于所述第一支井的下方。
[0012]可选地，所述第二支井为从所述主井向外延伸的水平井。
[0013]可选地，所述井结构包括从海平面延伸至所述水合物层的采集管，所述采集管插设于所述生产井内且与所述生产井和所述注入管之间具有径向间隔，该径向间隔内与所述第一封隔器相应的位置设置有第二封隔器，所述第二封隔器与所述第一封隔器一起将所述生产井的内部空腔分隔为所述上腔室和所述下腔室，所述采集管的底端在竖直方向上位于所述生产井的底端与所述注入管的底端之间，所述采集管的位于所述注入管下方的部分与所述生产井之间的径向间隔内设置有第三封隔器，所述第三封隔器将所述下腔室分隔为注入腔和位于所述注入腔下方的采集腔，所述注入腔与所述水合物层连通以用于向所述水合物层注入助采流体，所述采集腔与所述采集管的入口端和所述水合物层连通以用于收集所述水合物层的分解产物。
[0014]可选地，所述生产井包括主井和第三支井，所述主井设置为从海平面延伸至所述水合物层，所述第三支井位于所述水合物层内，所述第三支井与所述采集腔连通，所述第二采集孔设置在所述第三支井的井壁上。
[0015]可选地，所述第三支井为从所述主井向外延伸的水平井。
[0016]通过上述技术方案，本技术的井结构一方面通过同井注采，减少井的数量，能够大幅降低开采成本；另一方面，通过使上腔室与水合物层连通，可实现对水合物层的降压开采；同时通过使下腔室与水合物层连通，通过注入管向水合物层注入助采流体，可实现对水合物层的注热开采、注化学试剂开采或CO2置换开采，由此实现降压开采与注热开采、注化学试剂开采或CO2置换法的联合开采，能够大大提高单井天然气产量。
[0017]本技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0018]构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施方式及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1是本技术中井结构的第一种实施方式的结构示意图；
[0020]图2是本技术中井结构的第二种实施方式的结构示意图；
[0021]图3是本技术中井结构的第三种实施方式的结构示意图。
[0022]附图标记说明
[0023]10
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水合物层，20
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生产井，21
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上腔室，22
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下腔室，221
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注入腔，222
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采集腔，23
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第一采集孔，24
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注入孔，25
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主井，26
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第一支井，27
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第二支井，28
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第二采集孔，29
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第三支井，30
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注入管，31
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第一封隔器，40
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采集管，41
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第二封隔器，42
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第三封隔器。
具体实施方式
[0024]以下结合附图对本技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术，并不用于限制本技术。
[0025]在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是指参照附图所示的方位。“内、外”是指相对于各部件本身轮廓的内、外。
[0026]本技术提供一种用于开采天然气水合物的井结构，所述井结构包括从海平面延伸至水合物层10的生产井20和注入管30，注入管30插设于生产井20内且与生产井20之间具有径向间隔，该径向间隔内设置有第一封隔器31以将生产井20的内部空腔分隔为上腔室21和下腔室22，上腔室21与水合物层10连通以用于收集水合物层10的分解产物(即天然气)，下腔室22与注入管30的出口端和水合物层10连通以用于向水合物层10注入助采流体。
[0027]上述中，需要说明的是，助采流体可以是热流体、化学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于开采天然气水合物的井结构，其特征在于，所述井结构包括从海平面延伸至水合物层(10)的生产井(20)和注入管(30)，所述注入管(30)插设于所述生产井(20)内且与所述生产井(20)之间具有径向间隔，该径向间隔内设置有第一封隔器(31)以将所述生产井(20)的内部空腔分隔为上腔室(21)和下腔室(22)，所述上腔室(21)与所述水合物层(10)连通以用于收集所述水合物层(10)的分解产物，所述下腔室(22)与所述注入管(30)的出口端和所述水合物层(10)连通以用于向所述水合物层(10)注入助采流体。2.根据权利要求1所述的用于开采天然气水合物的井结构，其特征在于，所述生产井(20)为沿竖直方向延伸的直井，所述生产井(20)的井壁上设置有连通所述上腔室(21)与所述水合物层(10)的第一采集孔(23)以及连通所述下腔室(22)与所述水合物层(10)的注入孔(24)。3.根据权利要求1所述的用于开采天然气水合物的井结构，其特征在于，所述生产井(20)包括主井(25)和第一支井(26)，所述主井(25)设置为从海平面延伸至所述水合物层(10)，所述第一支井(26)位于所述水合物层(10)内，所述第一支井(26)与所述上腔室(21)连通，所述第一支井(26)的井壁上设置有连通所述上腔室(21)与所述水合物层(10)的第一采集孔(23)。4.根据权利要求3所述的用于开采天然气水合物的井结构，其特征在于，所述主井(25)为竖直井，所述第一支井(26)为从所述主井(25)向外延伸的水平井。5.根据权利要求3所述的用于开采天然气水合物的井结构，其特征在于，所述生产井(20)包括第二支井(27)，所述第二支井(27)位于所述水合物层(10)内，所述第二支井(27)与所述下腔室(22)连通，所述第二支井(27)的井壁上设置有连通所述下腔室(22)与所述水合物层(10)的注入孔(24)。6.根据权利要求5所述的用于开采天然气水合...

【专利技术属性】
技术研发人员：许杰，王文，谢涛，杨进，孙连坡，陈绪跃，王桂萍，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，
类型：新型
国别省市：