[发明专利]海域非成岩和成岩天然气水合物流化试采方法

说明书

本发明公开了一种海域非成岩和成岩天然气水合物流化试采方法，包括步骤：依托海上浮式钻井装置，在试采区域钻测试井与取样井，利用所述测试井实施测井作业，判断天然气水合物层位；移动海上浮式钻井装置到所述取样井井位，利用钻杆钻进至所述天然气水合物层位顶部并取样后，通过流化措施流化所述天然气水合物；利用所述钻杆和所述钻杆与连续油管之间的环形通道建立流化后的天然气水合物‑水多相流体的上升通道，以将所述多相流体上返至所述海上浮式钻井装置进行试采或测试。本发明避免使用昂贵的深水钻井隔水管、水下防喷器、水下采油树和水下测试树，同时利用取样、同步实施试采，所需设施简单，因此具有很好的经济效益。

技术领域

本发明涉及新能源油气资源开发技术领域，尤其涉及一种海域非成岩和成岩天然气水合物流化试采方法。

背景技术

天然气水合物是甲烷等烃类气体或挥发性液体与水在高压低温条件下形成的白色结晶状“笼形化合物”(Clathrate)，外表像冰，一点就燃，因此被称为“可燃冰”。高密度、高热值、分布广是天然气水合物的显著特点，通常一单位体积的天然气水合物分解可产生164-180单位体积的甲烷气体。世界各国围绕北极和深海天然气水合物勘探和钻探成果初步证实，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-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，天然气水合物有可能成为继页岩气、煤层气、油砂等之后的又一储量巨大的接替能源。

海上天然气水合物主要分布在聚合大陆边缘大陆坡、被动大陆边缘大陆坡、海山、内陆海及边缘海深水盆地和海底扩张盆地内、满足天然气水合物生成温压条件的表层沉积物或沉积岩中，也可散布于洋底以颗粒状出现。目前发现的水合物主要以四种形态存在：砂岩型、砂岩裂隙型、细粒裂隙型水合物、分散型水合物。

针对砂岩型水合物常用的流化试采方法主要包括降压法、注热法、注化学剂、CO₂置换法，如在海上实施试采则需要动用深水浮式钻井装备和常规深水测试装备，如深水半潜式平台、深水隔水管、水下防喷器、水下采油树、水下测试树和地面处理流程，投资大，给试采技术验证带来实际财政困难；2013年3月12日，日本在其近海爱知海1200米水深、海底约300米储层采用常规钻井机具和降压法，成功进行了海上天然气水合物藏第一次生产测试，初步证实了海上试采技术的可行性，但6天海上试验由于技术和经费问题暂时停止；因此安全、经济、高效开发水合物技术没有根本突破。

同时目前细粒裂隙型水合物、分散型水合物总量大，占整体水合物资源的约80％，但由于具有埋深浅、胶结性差等特点，无法采用上述方法进行试采作业。

综上所述，无论是胶结较好的成岩水合物，还是胶结较差的非成岩水合物，在国内外研究技术中安全、高效开采技术没有根本突破，常规试采工程设备复杂、投资大，迫切需要一种简易的试采技术测试方法和工艺。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种所需设施简单、具有良好经济效益的用于开采海上非成岩或成岩天然气水合物的流化试采方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种海域非成岩和成岩天然气水合物流化试采方法，包括步骤：依托海上浮式钻井装置，在试采区域钻测试井与取样井，利用所述测试井实施测井作业，判断天然气水合物层位；移动海上浮式钻井装置到所述取样井井位，利用钻杆钻进至所述天然气水合物层位顶部并取样后，通过流化措施流化所述天然气水合物；利用所述钻杆和所述钻杆与连续油管之间的环形通道建立流化后的天然气水合物-水多相流体的上升通道，以将所述多相流体上返至所述海上浮式钻井装置进行试采或测试。

本发明的海域非成岩和成岩天然气水合物流化试采方法，优选的，所述试采方法中天然气水合物取样与试采步骤在海上同步进行，在进行试采时，所述取样井转化为试采井。