一種火驅開采天然氣水合物的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種天然氣水合物的開采方法，特別涉及一種火驅開采天然氣水合物的方法，屬于天然氣水合物開采技術領域。
【背景技術】
[0002]天然氣水合物(NGH)是天然氣在一定的溫度和壓力下與水形成的非化學計量的籠形的晶體水合物。
[0003]據統計，全球深度在2000m以內的巖石圈淺部所含的天然氣水合物的量，相當于已探明的常規礦物燃料總和的2倍多。
[0004]目前，天然氣水合物的開采方法有熱激發法、降壓法和化學試劑法。這些方法都是通過破壞天然氣水合物在原有條件下的平衡，以達到使其分解的目的。
[0005]其中，降壓法不需要費用昂貴的連續激發、成本低，因而被認為是最具商業開采價值的方法。降壓法在降壓時，天然氣水合物的分解較快，但由于天然氣水合物的分解是吸熱反應，當天然氣水合物層的溫度降低到一定程度后，天然氣水合物會出現結冰現象，將天然氣水合物的分解前沿封閉，降壓推動力不能繼續向前推進，或者分解后的氣和水在流入開采井的過程中形成二次水合物，影響降壓開采的效果。
[0006]因此，提供一種有效的天然氣水合物的降壓開采方法成為了本領域亟待解決的問題。
【發明內容】
[0007]為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種火驅開采天然氣水合物的方法，該方法可以有效的開采天然氣水合物。
[0008]為了達到上述目的，本發明提供了一種火驅開采天然氣水合物的方法，其中，該方法包括以下步驟:
[0009]步驟一:在天然氣水合物儲層部署垂直開采井并完井，在開采井位于天然氣水合物儲層的部分設置射孔；
[0010]步驟二:在開采井的井底安裝泵和點火裝置；
[0011]步驟三:開泵降壓至開采井內的壓力為0.l-3MPa ；
[0012]步驟四:當開采速率降至初始開采速率的20%時，向開采井內注入空氣，當開采井內的壓力為7-25MPa時，封閉開采井的井口 ；
[0013]步驟五:啟動所述點火裝置，當開采井內溫度恢復至地層溫度10-100天后，開啟開采井的井口，收集氣體，完成天然氣水合物的火驅開采。
[0014]本發明提供的火驅開采天然氣水合物的方法中，優選地，所述天然氣水合物儲層的上部為上覆地層，所述天然氣水合物儲層的下部為下覆地層。
[0015]本發明提供的火驅開采天然氣水合物的方法中，優選地，所述上覆地層為非滲透層O
[0016]根據本發明的【具體實施方式】，點火裝置與電纜連接，通過開關控制點燃裝置的開啟和閉合。
[0017]本發明提供的火驅開采天然氣水合物的方法，先對天然氣水合物進行降壓開采，開采出CH4氣體，一段時間之后開采速率明顯降低，向井中注入空氣，關閉開采井，啟動點火裝置，將開采井內的甲烷燃燒，產生的隊與CO 2進一步置換開采天然氣水合物，具體包括以下步驟:
[0018]在天然氣水合物儲層部署垂直開采井，并進行固井和完井，在開采井位于天然氣水合物儲層的部分設置射孔；
[0019]在開采井的井底安裝泵和點火裝置；
[0020]通過開采井井底安裝的泵進行降壓，使泵附近的壓力迅速下降，開采井附近的天然氣水合物分解，并通過射孔流入開采井內，在開采井的周圍形成壓力梯度，使水天然氣合物進一步分解；
[0021]當開采速率降至初始開采速率的20%時，向開采井內注入空氣，當開采井內的壓力為7-25MPa時，封閉開采井的井口 ；
[0022]啟動點燃裝置，點燃開采井內剩余的甲烷氣體，燃燒放出的熱量分解天然氣水合物，燃燒后的產物0)2與N 2進一步置換開采井內的天然氣水合物；
[0023]當開采井內溫度恢復至地層溫度10-100天后，開啟開采井的井口，收集開采出來的氣體，完成天然氣水合物的火驅開采。
[0024]本發明提供的火驅開采天然氣水合物的方法，具有如下優點:
[0025]本發明提供的開采方法包括通過先減壓，后燃燒，再置換的步驟:先通過減壓讓井筒附近的天然氣水合物分解釋放少量的甲烷；再向開采井內注入空氣，燃燒井內的少量的CH4氣體，產生的熱量可使降壓分解后產生的冰融化，使天然氣水合物進一步分解；燃燒后的產物NjPCO2又可以進一步的置換開采天然氣水合物；開采過程無需提供外界熱源，可以大幅提尚能量利用效率；
[0026]本發明提供的開采方法采用先降壓開采天然氣水合物，再置換開采天然氣水合物的方式進行開采，提高開采效率，科學合理；
[0027]本發明的開采方法中所用的原料為空氣，降低了生產成本。
【附圖說明】
[0028]圖1為實施例1中的火驅開采天然氣水合物的方法的井網結構示意圖。
[0029]主要附圖符號說明
[0030]I上覆地層2天然氣水合物儲層3下覆地層4空氣存儲器5電纜6點火裝置7CH4存儲器8開采井9射孔10泵
【具體實施方式】
[0031]為了對本發明的技術特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現對本發明的技術方案進行以下詳細說明，但不能理解為對本發明的可實施范圍的限定。
[0032]實施例1
[0033]本實施例提供了一種火驅開采天然氣水合物的方法，具體井網結構如圖1所示，包括以下步驟:
[0034]在天然氣水合物儲層2部署垂直的開采井8，并進行固井和完井，然后在開采井8位于天然氣水合物儲層2處設置射孔9 ;天然氣水合物儲層2的上部為上覆地層1，天然氣水合物儲層2的下部為下覆地層3 ;
[0035]在開采井8的井底安裝泵10，并放入點火裝置6，點火裝置6與電纜5連接；
[0036]對天然氣水合物進行降壓開采，通過開采井8的井底安裝的泵10降壓，開啟泵10后，其附近的壓力迅速下降至0.l_3MPa，導致開采井8附近的天然氣水合物分解并通過射孔9流入開采井8內，在開采井8的周圍形成壓力梯度，使天然氣水合物進一步分解；
[0037]當開采速率降至初始開采速度的20%時，向開采井8內注入空氣存儲器4中的空氣，使開采井8內的壓力為7-25Mpa，封閉開采井8的井口；
[0038]啟動點火裝置6，點燃開采井8內的CH4存儲器7中的CH4氣體，然后放出的熱量使天然氣水合物分解，燃燒后的產物0)2與1進一步置換開采天然氣水合物；當開采井內溫度恢復至地層溫度10-100天后，開啟開采井8井口，收集開采出來的氣體，完成天然氣水合物的火驅開采。
【主權項】
1.一種火驅開采天然氣水合物的方法，該方法包括以下步驟: 步驟一:在天然氣水合物儲層部署垂直開采井并完井，在開采井位于天然氣水合物儲層的部分設置射孔； 步驟二:在開采井的井底安裝泵和點火裝置； 步驟三:開泵降壓至開采井內的壓力為0.l-3MPa ； 步驟四:當開采速率降至初始開采速度的20%時，向開采井內注入空氣，當開采井內的壓力為7-25MPa時，封閉開采井的井口 ； 步驟五:啟動點火裝置，當開采井內溫度恢復至地層溫度10-100天后，開啟開采井的井口，收集氣體，完成天然氣水合物的火驅開采。
2.根據權利要求1所述的火驅開采天然氣水合物的方法，其中，所述天然氣水合物儲層的上部為上覆地層，所述天然氣水合物儲層的下部為下覆地層。
3.根據權利要求2所述的火驅開采天然氣水合物的方法，其中，所述上覆地層為非滲透層。
【專利摘要】本發明提供了一種火驅開采天然氣水合物的方法。該方法包括以下步驟：在天然氣水合物儲層部署垂直開采井并完井，在開采井位于天然氣水合物儲層的部分設置射孔；在開采井的井底安裝泵和點火裝置；開泵降壓至開采井內的壓力為0.1-3MPa；當開采速率降至初始開采速度的20％時，向開采井內注入空氣，當開采井內的壓力為7-25MPa時，封閉開采井的井口；啟動點火裝置，當開采井內溫度恢復至地層溫度10-100天后，開啟開采井的井口，收集氣體，完成天然氣水合物的火驅開采。本發明的開采方法先降壓開采天然氣水合物，再置換開采天然氣水合物，科學合理而且所用原料為空氣，成本低。
【IPC分類】E21B43-243
【公開號】CN104533367
【申請號】CN201410640664
【發明人】王燕鴻, 樊栓獅, 郎雪梅
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月13日