[发明专利]一种稳定地层的海域天然气水合物原位加热降压开采方法

说明书

本发明涉及天然气水合物开采的技术领域，特别是涉及一种稳定地层的海域天然气水合物原位加热降压开采方法，有效快速提高储层温度，进一步释放产能；包括以下步骤：(1)首先完成水平井建井，其中生产套管采用固井水泥固井，生产套管固井时采用领浆+尾浆的浆柱结构。(2)接着，采用水力割缝、高压水射流或连续油管小井眼径向水平井技术等工艺技术方法将生产套管打开并在水平井筒附近形成具有一定宽度、深度和高度的缝或洞。(3)然后，分段或一次性向前述形成的缝洞中充填酸溶性或盐溶性固体颗粒和金属纤维复配的高放热水泥浆。(4)接下来，待水泥凝固放热充分后，分段或一次性向井筒注入酸液或盐水。(5)最后，开始降压生产。

技术领域

本发明涉及天然气水合物开采的技术领域，特别是涉及一种稳定地层的海域天然气水合物原位加热降压开采方法。

背景技术

海域天然气水合物分布广泛，资源量大，是未来常规石油天然气的接替能源，目前世界多国都在进行科学性的勘察和试采。目前，水合物的主流开采方法有：降压法、热激法、CO₂/N₂置换法、注抑制剂法、固态流化法及以上各种方法的相结合的联合开采法。这几种方法中降压法的技术难度、成本最低，其次是固态流化法，其余几种开采成本都比较高且对设备要求高、施工条件较为苛刻。

2017年和2019年，中国地质调查局广州海洋地质调查局分别组织实施了我国海域天然气水合物第一次试采和第二次试采，第一次试采采用直井井型从南海神狐海域水深1266m海底以下203～277m的天然气水合物矿藏利用降压方法开采出天然气，试采连续产气满60天，累计产气量达30.9×10⁴m³，平均日产气量5151m³，第二次试采在同一区块采用水平井井型并结合储层改造工艺技术，降压试采42天时，累计产气量149.86×10⁴m³、日均产气量3.57×10⁴m³，是第一次60天产气总量的4.8倍，创造了产气总量、日均产气量两项世界纪录。

天然气水合物在降压开采过程中随着井底流压的降低，生产压差逐渐增大，水合物逐渐分解进入井筒，再经井筒流至井口采出，在生产初期远端地层热量可以源源不断从远处向近井筒附近地层传递，供近井筒天然气水合物分解使用，但随着分解范围的扩大，地层热传导性又比较差，导致近井筒地层得不到持续的热量供给，温度逐渐降低，产能逐渐降低，若此时井底流压控制不合理或波动较大时便会导致新分解的天然气水合物气与地层水再次形成水合物或使近井筒的地层水凝结成冰，堵塞气水渗流通道，导致产气量大大降低，甚至停产，严重影响了天然气水合物产业化进程。另一方面，随着天然气水合物的分解，储层黏土颗粒所受到的有效应力不断加大，当有效应力大于储层黏土强度时会引起储层变形，进而导致海底变形引发海底滑坡等灾害。