一種雙水平井電加熱輔助降壓開采天然氣水合物藏的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙水平井電加熱輔助降壓開采天然氣水合物藏的方法，在上、下兩個(gè)水平井上分別安裝電極，以天然氣水合物藏作為電阻，將電能直接轉(zhuǎn)化為開采天然氣水合物的熱能，對天然氣水合物藏進(jìn)行電加熱開采，具體為：在上方水平井和下方水平井的水平段安裝電極，電極分別通過電纜與地面控制柜相連；上、下水平井電極通過降壓開采階段天然氣水合物分解得到的水形成電流回路，以天然氣水合物藏作為電阻，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，從而實(shí)現(xiàn)了天然氣水合物藏的電加熱開采。該方法結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)能環(huán)保，容易控制，為天然氣水合物藏的開發(fā)提供有效措施。
【專利說明】
一種雙水平井電加熱輔助降壓開采天然氣水合物藏的方法
技術(shù)領(lǐng)域
:
[0001]本發(fā)明涉及一種天然氣水合物開發(fā)領(lǐng)域的方法，特別是一種雙水平井電加熱輔助降壓開采天然氣水合物藏的方法。
【背景技術(shù)】
:
[0002]天然氣水合物是賦存于海底和陸上永久凍土區(qū)地層中的一種可燃燒的冰狀結(jié)晶物質(zhì)，由水和甲烷等小分子氣體在低溫高壓條件下形成，其分布廣，能量密度高，是未來潛在的高效清潔能源。
[0003]目前常用降壓開采法、抑制劑注入法和注熱法開采天然氣水合物。其中降壓法開發(fā)速度慢，開發(fā)效果差，適用范圍較窄;抑制劑注入法主要向地層中注入甲醇和合成聚胺基等化學(xué)劑，該方法成本高且易造成地層和環(huán)境的破壞，應(yīng)用較為局限；注熱法需要利用特殊的設(shè)備向地層中注入蒸汽或熱水，開發(fā)成本高，且容易造成儲(chǔ)層破壞。利用雙水平井電加熱開采天然氣水合物，可將電能轉(zhuǎn)化為開發(fā)天然氣水合物藏的熱能，其開發(fā)速度快，能量利用率高，受到越來越多的關(guān)注，但目前尚沒有一種雙水平井電加熱輔助降壓開采天然氣水合物藏的方法，嚴(yán)重制約了天然氣水合物藏開發(fā)的研究進(jìn)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

:
[0004]本發(fā)明的主要目的在于提供一種雙水平井電加熱輔助降壓開采天然氣水合物藏的方法，該方法可以大幅提高天然氣水合物藏的采收率。
[0005]本發(fā)明的目的主要通過以下方法實(shí)現(xiàn):在上、下水平井的水平段安裝電極，電極分別通過電纜與控制柜相連，以降壓開采部分分解的天然氣水合物作為電阻，直接將電能轉(zhuǎn)換為加熱水合物藏的熱能，實(shí)現(xiàn)了雙水平井電加熱輔助降壓開采天然氣水合物藏，包括如下步驟:
[0006](I)根據(jù)天然氣水合物藏的地質(zhì)資料，優(yōu)選平均有效厚度大于20m的天然氣水合物藏，鉆取上、下兩口水平井，水平井段長度為300?500m，使用絕緣套管完井;為改善開發(fā)效果，提高開發(fā)效率，上、下兩口水平井都通過套管射孔連通天然氣水合物藏;水平井內(nèi)油管為絕緣油管，垂直井段的油套環(huán)空在跟部都利用封隔器進(jìn)行封隔，油管與氣液分離器連接，天然氣水合物分解產(chǎn)生的水和氣通過氣液分離器進(jìn)行分離處理；
[0007](2)安裝地面控制柜，地面控制柜由電源，電力調(diào)節(jié)設(shè)備和電閘構(gòu)成，其中電源用來提供天然氣水合物藏開采所需的電能，所使用的電源電壓為480V，電流頻率范圍為50?60Hz，電力調(diào)節(jié)設(shè)備用來控制電力輸出功率為100?120kW，在電源與電力調(diào)節(jié)設(shè)備之間安裝電閘進(jìn)行連通控制；
[0008](3)在上方水平井和下方水平井的水平段均勻安裝10?20個(gè)電極，為增強(qiáng)電加熱效果，上方水平井的電極與所述下方水平井的電極采用交錯(cuò)排列的方式，電極通過電纜與所述地面控制柜相連；
[0009](4)根據(jù)天然氣水合物藏的地質(zhì)條件，對水平井降壓開采天然氣水合物藏的壓力參數(shù)及電加熱開采天然氣水合物藏的臨界參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括降壓開采時(shí)水平井井底壓力為1.5?4.5MPa，降壓開采時(shí)臨界日采氣量為1000m3/d?2000m3/d，電加熱開發(fā)的臨界日產(chǎn)氣量為 2500m3/d ?3500m3/d ；
[0010](5)根據(jù)所述的水平井降壓開采天然氣水合物藏的壓力參數(shù)，采用所述兩口水平井對天然氣水合物藏進(jìn)行降壓開采，當(dāng)兩口水平井日采氣量均低于降壓開采的臨界日采氣量時(shí)，降壓開米結(jié)束；
[0011](6)將所述地面控制柜中的電閘閉合，開始進(jìn)行電加熱開采天然氣水合物藏，當(dāng)兩口水平井日采氣量均低于電加熱開采的臨界日采氣量時(shí)，將所述電閘斷開，停止開采。
[0012]本發(fā)明首先對天然氣水合物藏進(jìn)行降壓開采，使天然氣水合物部分分解，在日產(chǎn)氣量降低到臨界日產(chǎn)氣量之后，對天然氣水合物藏進(jìn)行電加熱輔助開采，能量利用率高，結(jié)構(gòu)簡單，易于控制，為天然氣水合物藏的開采提供了有效方法。
【附圖說明】
:
[0013]圖1為雙水平井電加熱輔助降壓開采天然氣水合物藏的示意圖。
[0014]其中，1、地面控制柜;2、電纜;3、電纜;4、氣液分離器;5、絕緣套管;6、封隔器;7、電極;8、射孔;9、天然氣藏；10、絕緣油管；11、電力調(diào)節(jié)設(shè)備；12、電源；13、電閘；14、三通；15電極。
【具體實(shí)施方式】
:
[0015]以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，但不限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。
[0016](I)根據(jù)天然氣水合物藏的地質(zhì)資料，優(yōu)選平均有效厚度為40m的天然氣水合物藏，鉆取上、下兩口水平井，水平井段長度為500m，使用絕緣套管5完井;為改善開發(fā)效果，提高開發(fā)效率，上、下兩口水平井都通過套管射孔8連通天然氣水合物藏;水平井內(nèi)油管為絕緣油管10，垂直井段的油套環(huán)空都利用封隔器6進(jìn)行封隔，油管10與氣液分離器4連接，天然氣水合物分解產(chǎn)生的水和氣通過氣液分離器4進(jìn)行分離處理；
[0017](2)安裝地面控制柜I，地面控制柜I由電源12，電力調(diào)節(jié)設(shè)備11和電閘13構(gòu)成，其中電源12用來提供天然氣水合物藏開采所需的電能，所使用的電源電壓為480V，電流頻率范圍為60Hz，利用電力調(diào)節(jié)設(shè)備11控制電力輸出功率為10kW，在電源與電力調(diào)節(jié)設(shè)備之間安裝電閘13進(jìn)行連通控制；
[0018](3)在上方水平井的水平井段均勻安裝10個(gè)電極7，下方水平井的水平井段均勻安裝10個(gè)電極15，為增強(qiáng)電加熱效果，上方水平井的電極7與所述下方水平井的電極15采用交錯(cuò)排列的方式，電極7和電極15分別通過電纜3和電纜2與所述地面控制柜I相連；
[0019](4)根據(jù)天然氣水合物藏的地質(zhì)條件，對水平井降壓開采天然氣水合物藏的壓力參數(shù)及電加熱開采天然氣水合物藏的臨界參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括降壓開采時(shí)水平井井底壓力為4MPa，降壓開采時(shí)臨界日采氣量為1000m3/d，電加熱開發(fā)的臨界日產(chǎn)氣量為3000m3/d ；
[0020](5)根據(jù)所述的水平井降壓開采天然氣水合物藏的壓力參數(shù)，采用所述兩口水平井對天然氣水合物藏進(jìn)行降壓開采，當(dāng)兩口水平井日采氣量均低于1000m3/d時(shí)，降壓開采結(jié)束；
[0021](6)將所述地面控制柜I中的電閘13閉合，開始進(jìn)行電加熱開采天然氣水合物藏，當(dāng)兩口水平井日采氣量均低于3000m3/d時(shí)，將所述電閘斷開，停止開采。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙水平井電加熱輔助降壓開采天然氣水合物藏的方法，其特征在于在上方水平井和下方水平井的水平段分別安裝電極，電極分別通過電纜與地面控制柜相連，上、下水平井通過降壓開采階段天然氣水合物分解得到的水形成電流回路，以天然氣水合物藏作為電阻，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，從而實(shí)現(xiàn)天然氣水合物藏的電加熱開采，包括如下步驟: (1)根據(jù)天然氣水合物藏的地質(zhì)資料，優(yōu)選平均有效厚度大于20m的天然氣水合物藏，鉆取上、下兩口水平井，兩口水平井使用套管完井，并通過套管射孔連通天然氣水合物藏； (2)安裝地面控制柜，地面控制柜由電源，電力調(diào)節(jié)設(shè)備和電閘構(gòu)成，其中電源用來提供天然氣水合物藏開采所需的電能，電力調(diào)節(jié)設(shè)備用來控制電力輸出功率，在電源與電力調(diào)節(jié)設(shè)備之間安裝電閘進(jìn)行連通控制； (3)在上方水平井和下方水平井的水平井段分別均勻安裝10?20個(gè)電極，電極通過電纜與所述地面控制柜相連； (4)根據(jù)天然氣水合物藏的地質(zhì)條件，對水平井降壓開采天然氣水合物藏的壓力參數(shù)及電加熱開采天然氣水合物藏的臨界參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括降壓開采時(shí)的水平井井底壓力，降壓開采時(shí)的臨界日采氣量以及電加熱開采時(shí)的臨界日采氣量； (5)根據(jù)所述的水平井降壓開采天然氣水合物藏的壓力參數(shù)，采用所述兩口水平井對天然氣水合物藏進(jìn)行降壓開采，當(dāng)兩口水平井日采氣量均低于降壓開采的臨界日采氣量時(shí)，降壓開米結(jié)束； (6)將所述地面控制柜中的電閘閉合，開始進(jìn)行電加熱開采天然氣水合物藏，當(dāng)兩口水平井日采氣量均低于電加熱開采的臨界日采氣量時(shí)，將所述電閘斷開，停止開采。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙水平井電加熱輔助降壓開采天然氣水合物藏的方法，其特征在于，所述水平井設(shè)計(jì)在300m?500m之間，套管為絕緣套管，水平井內(nèi)油管為絕緣油管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙水平井電加熱輔助降壓開采天然氣水合物藏的方法，其特征在于，為改善開發(fā)效果，提高開采效率，上、下兩口水平井的水平段都進(jìn)行射孔完井。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙水平井電加熱輔助降壓開采天然氣水合物藏的方法，其特征在于，所述水平井內(nèi)油管與氣液分離器連接，天然氣水合物分解產(chǎn)生的水和氣通過氣液分離器進(jìn)行分離處理。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙水平井電加熱輔助降壓開采天然氣水合物藏的方法，其特征在于，為加強(qiáng)電加熱的效果，所述上方水平井的電極與所述下方水平井的電極采用交錯(cuò)排列的方式。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙水平井電加熱輔助降壓開采天然氣水合物藏的方法，其特征在于，所述上方水平井和下方水平井垂直井段的跟部都利用封隔器封隔油套環(huán)空。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙水平井電加熱輔助降壓開采天然氣水合物藏的方法，其特征在于，所使用的電源電壓為480V，電流頻率范圍為50?60Hz，輸出功率范圍為100?120kffo8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙水平井電加熱輔助降壓開采天然氣水合物藏的方法，其特征在于，所述降壓開采時(shí)的水平井井底壓力范圍為1.5?4.5MPa，所述降壓開采時(shí)的臨界日采氣量為1000m3/d?2000m3/d，所述電加熱開采時(shí)的臨界日采氣量為2500m3/d?3500m3/do
【文檔編號(hào)】E21B43/24GK105909223SQ201610286797
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】侯健, 劉永革, 于波, 王元銀, 杜慶軍, 王玉斗, 陸努, 夏志增, 劉璟垚
【申請人】中國石油大學(xué)(華東)