U型井开采天然气水合物的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种U型井开采天然气水合物的装置及方法，该装置包括：U型井，水平井段的内壁设有多个射孔，U型井内的产出气体沿主进气口流向出气口；U型油管，U型油管设置于U型井内，水平管段的管壁设有多个喷孔，竖直管段的上端伸出竖直井段的井口，U型油管内的产出气体沿油管进气口流向油管出气口；通过在U型井的水平井段设置射孔，降低砂埋风险；采用气举方式对U型井内注入外部气源，气体在U型井内高速流动，实现冲砂和携砂，将地层出砂携带至井口处理，通过第一管路可将开采出的产出气体循环注入U型井内，形成循环气举，减少对外部气源的依赖程度，大大提高了开发速率，降低了砂埋风险。风险。风险。

【技术实现步骤摘要】
U型井开采天然气水合物的装置及方法


[0001]本专利技术属于油气藏开发领域，更具体地，涉及一种U型井开采天然气水合物的装置及方法。

技术介绍

[0002]天然气水合物是一种新型非常规资源，由甲烷等烃类气体与水在高压低温条件下形成的白色结晶状化合物，又名“可燃冰”。通常一单位体积的天然气水合物分解可产生164
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180单位体积的甲烷气体。天然气水合物资源主要分布在北极冻土带、印度洋、太平洋、北冰洋、大西洋等沿海大陆架300米
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3000米水深的深水区，初步估计其资源量为常规油气的近百倍，其中约95％储存在深海区域。
[0003]专利“基于注泡沫砂浆技术的泥质粉砂型天然气水合物开采方法(CN201810054044.0)”中，通过在井周形成泡沫砂浆旋喷桩提高近井带储层的稳定性，其功效集中于针对单井的井壁稳定。
[0004]专利“开采天然气水合物的方法(CN201919198515.6)”中，通过注采井组依次引入三种流体，实现对储层内天然气的置换，同时实时回填了开采天然气形成的亏空。
[0005]专利“深水天然气水合物开采系统及开采方法”(CN201910606033.3)中，以直井为核心，在储层的上下部分别钻取径向井，并通过油管、套管两套回路实现同直井内储层上下部分径向井的驱替、置换循环开采，同时依靠混凝土固井工艺实现井壁的稳定性。
[0006]专利“一种冻土层天然气水合物水平分支井网开采系统与方法(CN201910035958.7)”中，通过井组协同生产的方式，按预定的工序依次进行开采、回填，实现对储层的动用，同时保证储层的稳定性。
[0007]专利“一种海域非成岩天然气水合物钻采方法(CN201910293688.X)”中，通过在储层内钻取水平井后沿侧向喷射发泡水泥形成蜂窝状结构为水平井及地层提供支撑，实现井壁稳定。
[0008]专利“用于钻取水合物微小井眼并快速完井的装置及工作方法(CN201910274015.X)”中，通过在直井侧向钻取小井眼获得更大的储层接触面积，同时携带滤砂网进入小井眼实现防砂，有效提高开发效果。
[0009]海洋深水天然气水合物的开采过程中，由于储层成岩性较差，易造成大量出砂的问题，传统的砾石充填、筛管防砂等方法会在近井形成堵塞带，降低流体流动速率，制约天然气水合物的高效开发。
[0010]目前，各类开发方法、装置等专利的内容主要聚集于具体的开发方式，仍为降压式、升温式、置换式、固体破碎式等主流思路的具体工艺形式，而其中针对开采时产生的出砂问题，目前解决思路仍为传统油气藏开发领域中的砾石充填、筛管防砂等，未能有效解决天然气水合物的生产出砂问题。
[0011]因此，需要提供一种U型井开采天然气水合物的装置及方法，解决储层的冲砂防砂开采的技术问题，实现储层的有效动用。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的是提供一种U型井开采天然气水合物的装置及方法，提高U型井内的流体携砂能力，有效降砂埋风险。
[0013]为了实现上述目的，根据本专利技术的一方面，提出一种U型井开采天然气水合物的装置，包括：
[0014]U型井，所述U型井的水平井段设置于储层内，所述U型井包括水平井段和设置于所述水平井段两端的竖直井段，所述竖直井段的井口封闭，所述水平井段的内壁设有多个射孔，一个所述竖直井段的上端设有主进气口和副进气口，另一个所述竖直井段的上端设有出气口，所述U型井内的产出气体沿所述主进气口流向所述出气口；
[0015]U型油管，所述U型油管设置于所述U型井内，所述U型油管包括水平管段和设置于所述水平管段两端的竖直管段，所述水平管段的管壁设有多个喷孔，所述竖直管段的上端伸出所述竖直井段的井口，一个所述竖直管段的上端设有油管进气口，另一个所述竖直管段的上端设有油管出气口，所述U型油管内的产出气体沿所述油管进气口流向所述油管出气口；
[0016]第一管路和第二管路，所述第一管路的一端与所述出气口连接，另一端与所述副进气口连接，所述第一管路上设有第一三通接口，所述第二管路的一端与所述第一三通接口连接，另一端与所述油管出气口连接。
[0017]优选地，还包括第三管路，所述第一管路上设有第二三通接口，所述第三管路的一端与所述油管进气口连接，另一端与所述第二三通接口连接。
[0018]优选地，还包括第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀和第六开关阀，所述第一开关阀设置于所述主进气口，所述第二开关阀设置于所述第一三通接口与所述副进气口之间的所述第一管路上，所述第三开关阀设置于第二管路上，所述第四开关阀设置于第一三通接口与第二三通接口之间的第一管路上，所述第五开关阀设置于所述第三管路上，所述第六开关阀设置于油管出气口。
[0019]优选地，还包括离心器，所述离心器设置于第一管路上，所述离心器的进气口与所述出气口连接，所述离心器的出气口与第二三通接口连接，用于离心分离天然气水合物的固体砂。
[0020]优选地，还包括脱水器和增压装置，所述脱水器和增压装置设置于第一三通接口与所述第二三通接口之间的第一管路上。
[0021]优选地，靠近所述水平井段两端的多个所述射孔沿所述水平井段的内壁顶部和内壁底部设置。
[0022]优选地，所述水平井段中部的多个所述射孔沿所述水平井段的内壁底部设置。
[0023]优选地，每个所述喷孔设有一个单向阀，当所述U型油管内的压力大于或等于预设值时，所述单向阀开启，当所述U型油管内的压力小于所述预设值时，所述单向阀关闭。
[0024]根据本专利技术的另一方面，提出一种U型井开采天然气水合物的方法，利用所述U型井开采天然气水合物的装置，包括：
[0025]步骤1：初次开井时，将外部气源通入所述主进气口，所述外部气源沿所述主进气口流向所述出气口，并通过所述第一管路进入所述副进气口，在所述U型井内形成循环气流；
[0026]步骤2：当所述U型井内的气体流速稳定时，停止所述外部气源的通入，开启所述第一管路、第二管路和所述油管出气口，在所述油管出气口收集并存储所述产出气体。
[0027]优选地，还包括第三管路，所述第一管路上设有第二三通接口，所述第三管路的一端与油管进气口连接，另一端与所述第二三通接口连接；
[0028]所述步骤2还包括：当所述U型井内的气体流速不稳定时，开启第一管路，间歇性地开启所述第二管路和所述油管出气口；或所述第一管路和所述第三管路同时开启，间歇性地开启油管出气口。
[0029]本专利技术提供的有益效果在于：通过在U型井的水平井段设置射孔，降低砂埋风险；采用气举方式对U型井内注入外部气源，气体在U型井内高速流动，实现冲砂和携砂，将地层出砂携带至井口处理，通过第一管路可将开采出的产出气体循环注入U型井内，形成循环气举，减少对外部气源的依赖程度，大大提高了开发速率，降低了砂埋风险，待储层内产出气体量稳定后，通过第二管路将产出气体通入油管出气口，对产出气体进行收集储存，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种U型井开采天然气水合物的装置，其特征在于，包括：U型井，所述U型井包括水平井段和设置于所述水平井段两端的竖直井段，所述U型井的水平井段设置于储层内，所述竖直井段的井口封闭，所述水平井段的内壁设有多个射孔，一个所述竖直井段的上端设有主进气口和副进气口，另一个所述竖直井段的上端设有出气口，所述U型井内的产出气体沿所述主进气口流向所述出气口；U型油管，所述U型油管设置于所述U型井内，所述U型油管包括水平管段和设置于所述水平管段两端的竖直管段，所述水平管段的管壁设有多个喷孔，所述竖直管段的上端伸出所述竖直井段的井口，一个所述竖直管段的上端设有油管进气口，另一个所述竖直管段的上端设有油管出气口，所述U型油管内的产出气体沿所述油管进气口流向所述油管出气口；第一管路和第二管路，所述第一管路的一端与所述出气口连接，另一端与所述副进气口连接，所述第一管路上设有第一三通接口，所述第二管路的一端与所述第一三通接口连接，另一端与所述油管出气口连接。2.根据权利要求1所述的U型井开采天然气水合物的装置，其特征在于，还包括第三管路，所述第一管路上设有第二三通接口，所述第三管路的一端与所述油管进气口连接，另一端与所述第二三通接口连接。3.根据权利要求2所述的U型井开采天然气水合物的装置，其特征在于，还包括第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀、第四开关阀、第五开关阀和第六开关阀，所述第一开关阀设置于所述主进气口，所述第二开关阀设置于所述第一三通接口与所述副进气口之间的所述第一管路上，所述第三开关阀设置于第二管路上，所述第四开关阀设置于第一三通接口与第二三通接口之间的第一管路上，所述第五开关阀设置于所述第三管路上，所述第六开关阀设置于油管出气口。4.根据权利要求2所述的U型井开采天然气水合物的装置，其特征在于，还包括离心器，所述离心器设置于第一管路上，所述离心...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺甲元，李小龙，王海波，孙焕泉，张乐，岑学齐，杨立红，柴国兴，陈旭东，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：