本發(fā)明涉及一種開采海底天然氣水合物的方法，尤指建立一口熱力井利用流體循環(huán)方式動用地?zé)崮荛_采天然氣水合物藏的方法。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，全世界對能源的需求與日俱增，特別是對石油與天然氣的需求持續(xù)增高，然而常規(guī)油氣資源屬于不可再生資源，隨著常規(guī)油氣資源的不斷減少，非常規(guī)油氣資源開始受到世界各地的廣泛關(guān)注。天然氣水合物又叫可燃冰，是一種分布在海底沉積物或陸域永久凍土中的，由天然氣和水分子組成的類冰狀固體結(jié)晶體。天然氣水合物燃燒只產(chǎn)生二氧化碳和水，不會污染環(huán)境，是一種新型綠色能源。

目前海洋天然氣水合物設(shè)想的開采方法主要有熱激發(fā)開采法、降壓開采法、化學(xué)劑注入開采法以及固體開采法。但以上各種開采技術(shù)都有其自身的局限性，如熱激發(fā)開采法熱損失大、熱利用效率低；降壓開采法只有當(dāng)天然氣水合物藏位于溫壓平衡邊界附近時，才有經(jīng)濟(jì)可行性；化學(xué)劑注入開采法對天然氣水合物層的作用緩慢，而且費(fèi)用很高。

研究表明我國南海海底天然氣水合物和地?zé)豳Y源都十分豐富，如能有效利用地?zé)豳Y源可避免造成環(huán)境污染，滿足可持續(xù)發(fā)展的要求，然而目前尚沒有提出一種利用地?zé)崮荛_采天然氣水合物藏的方法，很大程度上制約了天然氣水合物藏的高效開發(fā)。本發(fā)明提出建立一口熱力井開發(fā)地?zé)崮?，并將熱能傳遞給水合物層，促進(jìn)水合物分解，實(shí)現(xiàn)利用地?zé)崮荛_發(fā)天然氣水合物藏的目的，其設(shè)備簡單、操作方便，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，可為大規(guī)模開采水合物藏提供指導(dǎo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及一種利用流體循環(huán)方式動用地?zé)崮荛_采天然氣水合物藏的方法，主要包括以下步驟：

(1)根據(jù)區(qū)塊地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境，選擇海底含有水合物藏且水合物層下部存在地?zé)釋拥膮^(qū)塊作為措施區(qū)域，地?zé)釋訙囟仍?20℃以上；

(2)打兩口井組成一個熱力井及生產(chǎn)井井組，其中熱力井由四部分組成，包括兩個垂直井段、兩個水平井段，不同井段使用不同位置的絕熱層以得到較高的換熱效率，具體鉆井步驟為：鉆垂直井段(1)至水合物層距離頂部位置處，造斜生成長度為500～1500m的水平井段(2)，隨后鉆垂直井段(3)至地?zé)釋又胁烤嚯x頂部位置處，造斜生成長度在1000m以上水平井段(4)，所述熱力井不射孔，與地層不存在流體交換，其中生產(chǎn)井水平射孔段位于水合物層上部距離頂部位置處且與熱力井水平井段(2)平行并位于其上方；

(3)所述生產(chǎn)井進(jìn)行降壓開采，控制所述熱力井的流體注入速度為50～150m³/d，采用油管注入套管采出的開發(fā)方式，在其井口油管中注入冷流體，流體到達(dá)井底后進(jìn)入油管與套管間的環(huán)形空間并與地?zé)釋影l(fā)生熱交換，加熱流體經(jīng)套管返回水合物層時將攜帶的能量傳遞給水合物，水合物受熱分解，在重力的作用下，分解產(chǎn)生的天然氣經(jīng)所述上方生產(chǎn)井水平射孔段采出；

(4)持續(xù)監(jiān)測生產(chǎn)井的產(chǎn)氣速度，當(dāng)產(chǎn)氣速度低于1000～2000m³/d時熱力井停止注入，生產(chǎn)井停止開采。

本發(fā)明的有益效果是：

其利用地層深部的地?zé)崮荛_采天然氣水合物，可以極大地減少開采過程中的注熱成本，大幅提高采收率。本發(fā)明設(shè)備簡單、操作方便，可為水合物開采開辟一條新的途徑。

附圖說明

圖1是熱力井及生產(chǎn)井井組開發(fā)水合物藏示意圖。

圖2是熱力井垂直井段(1)井身結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為熱力井水平井段(2)井身結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為熱力井垂直井段(3)井身結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為熱力井水平井段(4)井身結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、熱力井垂直井段(1)；2、熱力井水平井段(2)；3、熱力井垂直井段(3)；4、熱力井水平井段(4)；5、天然氣水合物藏；6、地?zé)釋樱?、熱力井；8、生產(chǎn)井；9、絕熱層；10、密封井底。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。

根據(jù)區(qū)塊地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境，選擇海底含有水合物藏且水合物層下部存在地?zé)釋拥膮^(qū)塊作為措施區(qū)域，地?zé)釋訙囟葹?50℃；

如圖1所示，在措施區(qū)域打兩口井組成一個熱力井7及生產(chǎn)井8井組，其中熱力井7由四部分組成，包括兩個垂直井段、兩個水平井段，不同井段使用不同位置的隔熱層9以得到較高的換熱效率，具體鉆井步驟為：鉆垂直井段(1)至水合物層5距離頂部位置處，造斜生成長度為1000m的水平井段(2)，隨后鉆垂直井段(3)至地?zé)釋?中部距離頂部位置處，造斜生成長度為1000m的水平井段(4)，熱力井6不射孔，與地層不存在流體交換，其中生產(chǎn)井8水平射孔段位于水合物層5上部距離頂部位置處且與熱力井7水平井段(2)平行；

如圖1所示，生產(chǎn)井8進(jìn)行降壓開采，控制熱力井7的流體注入速度為70m³/d，采用油管注入套管采出的開發(fā)方式，在其井口油管中注入冷流體，流體到達(dá)井底后進(jìn)入油管與套管間的環(huán)形空間并與地?zé)釋?發(fā)生熱交換，加熱流體經(jīng)套管返回水合物層5時將攜帶的能量傳遞給水合物，水合物受熱分解，在重力的作用下，分解產(chǎn)生的天然氣經(jīng)上方生產(chǎn)井8水平射孔段采出；

持續(xù)監(jiān)測生產(chǎn)井8的產(chǎn)氣速度，當(dāng)產(chǎn)氣速度低于1000m³/d時熱力井停止注入，生產(chǎn)井停止開采。

以上未詳細(xì)述及的部分均為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的公知常識，本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人應(yīng)該得知在本發(fā)明的啟示下作出的結(jié)構(gòu)變化，凡是與本發(fā)明具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。