本發(fā)明涉及一種天然氣水合物的開采方法，尤指建立一個(gè)由雙分支注入井和水平生產(chǎn)井組成的井組系統(tǒng)就地利用地?zé)崮荛_采天然氣水合物藏的井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與方法。

背景技術(shù)：

隨著油氣資源的大量消耗，人類在21世紀(jì)后期將面臨嚴(yán)重的資源危機(jī)。而地?zé)崮芎吞烊粴馑衔镒鳛閮?chǔ)量豐富的清潔能源，已經(jīng)引起了各國科學(xué)家的廣泛關(guān)注。

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)劑注入法以及固體開采法。但以上各種開采方法都有其自身局限性，如熱激發(fā)開采法熱損失大、利用效率低；降壓開采法只有當(dāng)水合物藏位于溫壓平衡邊界附近時(shí)，才有經(jīng)濟(jì)可行性；化學(xué)劑注入法對水合物層的作用緩慢，而且費(fèi)用很高。

地球內(nèi)部的地?zé)崮芡ㄟ^巖石傳導(dǎo)、溫泉、地震等形式向外擴(kuò)散，地?zé)衢_采法就是收集地?zé)崮埽捎脽峒ぐl(fā)方法開采海底天然氣水合物。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源開發(fā)天然氣水合物可避免造成環(huán)境污染，滿足可持續(xù)發(fā)展要求。然而目前尚沒有提出一種利用地?zé)崮荛_發(fā)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開發(fā)利用。本發(fā)明提出建立一個(gè)由雙分支注入井和水平生產(chǎn)井組成的井組系統(tǒng)就地開發(fā)地?zé)崮埽崮軅鬟f給水合物藏，促進(jìn)水合物的分解，克服了傳統(tǒng)熱激發(fā)開采法中輸熱成本太高的問題，設(shè)備簡單、操作方便，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，可為水合物藏的合理開發(fā)提供指導(dǎo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及一種注水同時(shí)開發(fā)地?zé)崮芎退衔锊氐木Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與方法，主要包括以下步驟：

(1)根據(jù)水合物藏地質(zhì)資料，選擇頂部存在蓋層且下部存在地?zé)釋拥膮^(qū)域進(jìn)行施工作業(yè)，所述地?zé)釋訙囟仍?00℃以上；

(2)在海平面打一個(gè)由雙分支注入井和水平生產(chǎn)井組成的井組系統(tǒng)，其中所述雙分支注入井包括從海平面延伸至地?zé)釋拥拇怪本?，位于水合物藏距離頂部位置處的長度為300～700m的第一分支井筒和位于地?zé)釋泳嚯x頂部位置處的長度為300～700m的第二分支井筒，所述水平生產(chǎn)井位于水合物藏距離頂部位置處，并與下方所述雙分支注入井第一分支井筒平行；

(3)對所述雙分支注入井的第一分支井筒和所述水平生產(chǎn)井分別進(jìn)行射孔，在所述雙分支注入井第一分支井筒與所述垂直井筒結(jié)合點(diǎn)上方2～5m處的油套環(huán)空中安裝封隔器；

(4)通過所述水平生產(chǎn)井對所述水合物藏進(jìn)行水力壓裂作業(yè)，所述水力壓裂液為水包油型乳狀液；

(5)將冷流體從所述雙分支注入井的井口油管中注入，控制所述冷流體的注入速度為100～200m³/d，所述冷流體在所述雙分支注入井第二分支井筒的末端進(jìn)入油套環(huán)空并與地?zé)釋影l(fā)生熱交換，加熱流體在所述封隔器的阻隔下進(jìn)入水合物藏，引起水合物分解，分解生成的天然氣和注入流體組成混合流體在重力及壓力作用下經(jīng)水力壓裂縫被所述水平生產(chǎn)井采出，為了減少輸送加熱流體過程中熱量的損失，所述雙分支注入井第一分支井筒和第二分支井筒間的垂直井段的油管和套管均采用絕熱材料，所述的絕熱材料為玻璃纖維；

(6)持續(xù)記錄所述水平生產(chǎn)井的產(chǎn)氣速度，當(dāng)日產(chǎn)氣量低于1000m³/d時(shí)，所述雙分支注入井停止注入，所述水平生產(chǎn)井停止開采。

本發(fā)明的有益效果是：

其利用地?zé)崮転樗衔锏姆纸馓峁┠芰浚瑥浹a(bǔ)了傳統(tǒng)熱激發(fā)開采法熱利用率低、費(fèi)用高等不足。本發(fā)明設(shè)備簡單、操作方便，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，可為水合物藏的合理開發(fā)提供指導(dǎo)。

附圖說明

圖1是一種注水同時(shí)開發(fā)地?zé)崮芎退衔锊氐木M系統(tǒng)示意圖。

圖2是雙分支注入井第一分支井筒和第二分支井筒間垂直井段井身結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、蓋層；2、天然氣水合物藏；3、地?zé)釋樱?、套管；5、油管；6、封隔器；7、絕熱層；8、生產(chǎn)水平井；9、流體流動(dòng)方向；10、水力壓裂縫；11、傳熱方向。

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。

(1)如圖1所示，根據(jù)水合物藏2的地質(zhì)資料，選擇頂部存在蓋層1且下部存在地?zé)釋?的區(qū)域進(jìn)行施工作業(yè)，地?zé)釋?溫度為120℃；

(2)如圖1所示，在施工區(qū)域打一個(gè)由雙分支注入井和水平生產(chǎn)井8組成的井組系統(tǒng)，其中雙分支注入井包括從海平面延伸至地?zé)釋?的垂直井筒，位于水合物藏2距離頂部位置處的長度為700m的第一分支井筒和位于地?zé)釋?距離頂部位置處的長度為700m的第二分支井筒，水平生產(chǎn)井8位于水合物藏2距離頂部位置處，并與下方所述雙分支注入井第一分支井筒平行；

(3)如圖1所示，對所述雙分支注入井的第一分支井筒和水平生產(chǎn)井8分別進(jìn)行射孔，在所述雙分支注入井第一分支井筒與所述垂直井筒結(jié)合點(diǎn)上方5m處的油套環(huán)空中安裝封隔器6；

(4)如圖1所示，通過水平生產(chǎn)井8對水合物藏2進(jìn)行水力壓裂作業(yè)，所述水力壓裂液為水包油型乳狀液；

(5)如圖1和2所示，將冷流體從雙分支注入井的井口油管5中注入，控制所述冷流體的注入速度為120m³/d，所述冷流體在所述雙分支注入井第二分支井筒的末端進(jìn)入油套環(huán)空并與地?zé)釋?發(fā)生熱交換，傳熱方向如圖中11所示，加熱流體在封隔器6的阻隔下進(jìn)入水合物藏2，引起水合物分解，分解生成的天然氣和注入流體組成混合流體在重力及壓力作用下經(jīng)水力壓裂縫10被水平生產(chǎn)井8采出，流體流動(dòng)方向如圖中9所示，為了減少輸送加熱流體過程中熱量的損失，所述雙分支注入井第一分支井筒和第二分支井筒間的垂直井段的油管5和套管4均采用絕熱材料，絕熱層7材料為玻璃纖維；

(6)持續(xù)記錄水平生產(chǎn)井8的產(chǎn)氣速度，當(dāng)日產(chǎn)氣量低于1000m³/d時(shí)，雙分支注入井停止注入，水平生產(chǎn)井8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(shí)，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)。