一种天然气水合物-浅层气-深层气多源多方法联合开采系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种天然气水合物

【技术实现步骤摘要】
一种天然气水合物
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浅层气
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深层气多源多方法联合开采系统及方法


[0001]本专利技术涉及深海油气资源开采装备领域，具体涉及一种天然气水合物
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浅层气
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深层气多源多方法联合开采系统及方法。

技术介绍

[0002]天然气水合物又称为可燃冰，具有分布广、地质储量大、能量密度高、环境污染小的特点，是一种开发潜力巨大的新能源。目前提出的天然气水合物开采方法有降压法、热激发法、置换法、固态流化开采法等方法，其中固态流化开采方法是我国首创的一种海底非成岩天然气水合物开采方法，其方法是将深水浅层不可控天然气水合物开采过程通过海底采掘、密闭流化举升系统变为可控的开采过程，从而保证生产安全，降低环境污染，实现绿色高效开发。但是目前天然气水合物开采还处于研究阶段，离商业化开采还有一段距离。
[0003]浅层气藏是指埋藏深度小于1500m的气藏，主要包括生物气、煤层气、油型气、水溶气等。浅层气藏储集层一般为透镜状砂体，平面上连通性差，非均质性明显，呈零星状分布；纵向上变化大，气藏温度小，一般单层厚度不大于10m。
[0004]目前，天然气水合物开采还处于研究阶段，世界上也仅有五个国家进行了天然气水合物试采工作，进行商业化开采还有一定的距离，浅层气藏由于地层储集层中地层水出水原因导致气井出水，影响天然气开采效率，具体如下：
[0005](1)根据天然气水合物试采结果，天然气水合物单井开采成本高，气井产量低，产气周期短，不足以进行规模化、商业化开采，相较商业化开采还有一定距离；
[0006](2)天然气水合物开采效率低，天然气水合物固态流化法开采水合物过程中仅有举升泵举升破碎后的水合物与钻井液混合物，举升效率较低；
[0007](3)浅层气藏开采过程中，由于气藏断块小，单井可控制储量少，气井产量低，靠自身能量很难将井筒积液携带出来，若气井一旦出水，将会加剧气井出砂，降低气井产量，减少有效工作周期。
[0008]因此，需要专利技术一种天然气水合物
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浅层气
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深层气多源多方法联合开采系统及方法，使其能够建立单井筒同时高效开采天然气水合物、浅层气和深层气，提高天然气水合物单井筒开采产量，更进一步满足天然气水合物商业化开采要求，解决浅层气井积液排水问题，防止因浅层气井出水导致气井产量降低，气井出砂问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于针对天然气水合物单井筒产量低，浅层气藏开采过程中浅层气井出水导致气井出砂影响气井产量的问题，提出一种适合天然气水合物
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浅层气
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深层气多源多方法联合开采系统及方法，以解决天然气水合物开采单井筒产量低，浅层气井积液排水问题。通过开采天然气水合物的同时开采浅层气、深层气，提高单井筒产气量，利用浅层气、深层气气举破碎后的天然气水合物，提高开采效率；通过开采工具处理浅层气井积液排
水问题，保障气井有效产出，延长气井产期周期。
[0010]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种天然气水合物
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浅层气
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深层气多源多方法联合开采系统及方法，包括：
[0011]海面支持系统；所述海面支持系统包括海面钻采船，设置在海面钻采船上的控制装置、高压泵组、储罐、连续油管收纳装置、井架、注气装置；
[0012]管道输送系统；所述管道输送系统包括双层连续油管、隔水管、井口防喷器、过线封隔器，所述隔水管的一端与海面钻采船连接，另一端与井口防喷器连接，所述井口防喷器安装在海底井口，所述双层连续油管安装在隔水管内，所述双层连续油管的一端安装在连续油管收纳装置上，内层通道与储罐连接，外层通道与高压泵组连接，所述双层连续油管的另一端与海底开采工具管串系统连接，所述过线封隔器锚定在井口防喷器下的套管上；
[0013]分层控制系统；所述分层控制系统包括封隔器和智能滑套，所述封隔器锚定在深层气层上方的主井筒内，所述智能滑套(37)安装在封隔器下部；
[0014]海底开采工具管串系统；所述海底开采工具管串系统包括天然气调节阀、双壁钻杆、桥式通道Ⅰ、检测短节Ⅰ、桥式通道Ⅱ、涡轮马达、双层钻杆、桥式通道Ⅲ、气举阀、举升泵、压控滑套、喷嘴、外层钻杆、检测短节Ⅱ、动力钻具、钻头，上述装置优选依次连接。
[0015]进一步的，所述天然气调节阀的内层与双层连续油管内层通道连通，所述天然气调节阀的外层通道与双层连续油管外层通道连通；
[0016]所述双壁钻杆的内层通道与天然气调节阀的内层通道连通，所述双壁钻杆的外层通道与天然气调节阀外层通道连通；
[0017]所述桥式通道Ⅰ的内层通道分别与双壁钻杆外层通道和检测短节Ⅰ内层通道连通，所述桥式通道Ⅰ的外层通道分别与双壁钻杆内层通道和检测短节Ⅰ外层通道连通；
[0018]所述桥式通道Ⅱ的内层通道分别与检测短节Ⅰ内层通道和涡轮马达外层通道连通，所述桥式通道Ⅱ的外层通道分别与检测短节Ⅰ外层通道和涡轮马达内层通道连通；
[0019]所述双层钻杆的内层通道分别与涡轮马达内层通道和桥式通道Ⅲ外层通道连通，所述双层钻杆的外层通道分别与涡轮马达外层通道和桥式通道Ⅲ内层通道连通；
[0020]N个所述气举阀依次连接，N≥3；位于首位的气举阀的内层通道与桥式通道Ⅲ外层通道连接，位于首位的气举阀的外层通道与桥式通道Ⅲ内层通道连通，位于末位的气举阀的内层通道与举升泵内层通道连接，位于末位的气举阀的外层通道与举升泵外层通道连接；
[0021]所述外层钻杆与举升泵外层通道外壁连接，所述压控滑套安装在外层钻杆内且与举升泵内层通道外壁连接；
[0022]所述喷嘴径向安装在压控滑套，所述喷嘴与外层钻杆环空空间且使压控滑套内层通道与地层连通，
[0023]所述检测短节Ⅱ的内层通道分别与压控滑套内层通道和动力钻具内部通道连通，所述钻头上且沿其轴向方向上设有喷射通道，所述钻头内部通道与动力钻具内部通道连通。
[0024]进一步的，所述海面支持系统中的注气装置与所述隔水管与双层连续油管间的环空空间连通。
[0025]进一步的，所述天然气调节阀能调节工具管串与套管间环空空间的开度。
[0026]进一步的，所述压控滑套位于最初始位置时，封闭压控滑套与喷嘴间的连通通道。
[0027]进一步的，开启所述智能滑套时，滑套内部与井筒连通，关闭所述智能滑套时，滑套内部与井筒不连通，当在深层气开采时，开启所述智能滑套，其余时间关闭所述智能滑套。
[0028]进一步的，开采初始阶段，钻井液依次通过双层连续油管外层通道、天然气调节阀外层通道、双壁钻杆外层通道、桥式通道Ⅰ内层通道、检测短节Ⅰ内层通道、桥式通道Ⅱ外层通道、涡轮马达外层通道、双层钻杆外层通道、桥式通道Ⅲ内层通道、气举阀内层通道、举升泵内层通道、压控滑套内层通道、检测短节Ⅱ内层通道、动力钻具内部通道、钻头内部通道。
[0029]本专利技术还提供了一种天然本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然气水合物
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浅层气
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深层气多源多方法联合开采系统，其特征在于，包括：海面支持系统；所述海面支持系统包括海面钻采船(1)，设置在海面钻采船(1)上的控制装置(2)、高压泵组(3)、储罐(4)、连续油管收纳装置(5)、井架(6)、注气装置(7)；管道输送系统；所述管道输送系统包括双层连续油管(8)、隔水管(9)、井口防喷器(10)、过线封隔器(11)，所述隔水管(9)的一端与海面钻采船(1)连接，另一端与井口防喷器(10)连接，所述井口防喷器(10)安装在海底井口，所述双层连续油管(8)安装在隔水管(9)内，所述双层连续油管的一端安装在连续油管收纳装置(5)上，内层通道与储罐(4)连接，外层通道与高压泵组(3)连接，所述双层连续油管的另一端与海底开采工具管串系统连接，所述过线封隔器(11)锚定在井口防喷器(10)下的套管上；分层控制系统；所述分层控制系统包括封隔器(36)和智能滑套(37)，所述封隔器(36)锚定在深层气层(35)上方的主井筒内，所述智能滑套(37)安装在封隔器(36)下部；海底开采工具管串系统；所述海底开采工具管串系统包括天然气调节阀(12)、双壁钻杆(13)、桥式通道Ⅰ(14)、检测短节Ⅰ(15)、桥式通道Ⅱ(16)、涡轮马达(17)、双层钻杆(18)、桥式通道Ⅲ(19)、气举阀(20)、举升泵(21)、压控滑套(22)、喷嘴(23)、外层钻杆(24)、检测短节Ⅱ(25)、动力钻具(26)、钻头(27)；所述天然气调节阀(12)的内层与双层连续油管(8)内层通道连通，所述天然气调节阀(12)的外层通道与双层连续油管(8)外层通道连通；所述双壁钻杆(13)的内层通道与天然气调节阀(12)的内层通道连通，所述双壁钻杆(13)的外层通道与天然气调节阀(12)外层通道连通；所述桥式通道Ⅰ(14)的内层通道分别与双壁钻杆(13)外层通道和检测短节Ⅰ(15)内层通道连通，所述桥式通道Ⅰ(14)的外层通道分别与双壁钻杆(13)内层通道和检测短节Ⅰ(15)外层通道连通；所述桥式通道Ⅱ(16)的内层通道分别与检测短节Ⅰ(15)内层通道和涡轮马达(17)外层通道连通，所述桥式通道Ⅱ(16)的外层通道分别与检测短节Ⅰ(15)外层通道和涡轮马达(17)内层通道连通；所述双层钻杆(18)的内层通道分别与涡轮马达(17)内层通道和桥式通道Ⅲ(19)外层通道连通，所述双层钻杆(18)的外层通道分别与涡轮马达(17)外层通道和桥式通道Ⅲ(19)内层通道连通；N个所述气举阀(20)依次连接，N≥3；位于首位的气举阀(20)的内层通道与桥式通道Ⅲ(19)外层通道连接，位于首位的气举阀(20)的外层通道与桥式通道Ⅲ(19)内层通道连通，位于末位的气举阀(20)的内层通道与举升泵(21)内层通道连接，位于末位的气举阀(20)的外层通道与举升泵(21)外层通道连接；所述外层钻杆(24)与举升泵(21)外层通道外壁连接，所述压控滑套(22)安装在外层钻杆(24)内且与举升泵(21)内层通道外壁连接；所述喷嘴(23)径向安装在压控滑套(22)与外层钻杆(24)之间的环空空间里，能使压控滑套(22)内层通道与地层连通；所述检测短节Ⅱ(25)的内层通道分别与压控滑套(22)内层通道和动力钻具(26)内部通道连通，所述钻头(27)上且沿其轴向方向上设有喷射通道，所述钻头(27)内部通道与动力钻具(26)内部通道连通。
2.根据权利要求1所述的一种天然气水合物
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浅层气
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深层气多源多方法联合开采系统，其特征在于，所述海面支持系统中的注气装置(7)与所述隔水管(9)与双层连续油管(8)间的环空空间连通。3.根据权利要求1所述的一种天然气水合物
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浅层气
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深层气多源多方法联合开采系统，其特征在于，所述天然气调节阀(12)能调节工具管串与套管间环空空间的开度。4.根据权利要求1所述的一种天然气水合物
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浅层气
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深层气多源多方法联合开采系统，其特征在于，所述压控滑套(22)位于最初始位置时，封闭压控滑套(22)与喷嘴(23)间的连通通道。5.根据权利要求1所述的一种天然气水合物
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浅层气
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深层气多源多方法联合开采系统，其特征在于，开启所述智能滑套(37)时，滑套内部与井筒连通，关闭所述智能滑套(37)时，滑套内部与井筒不连通，当在深层气开采时，开启所述智能滑套(37)，其余时间关闭所述智能滑套(37)。6.根据权利要求书1所述的一种天然气水合物
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浅层气
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深层气多源多方法联合开采系统，其特征在于，开采初始阶段，钻井液依次通过双层连续油管(8)外层通道、天然气调节阀(12)外层通道、双壁钻杆(13)外层通道、桥式通道Ⅰ(14)内层通道、检测短节Ⅰ(15)内层通道、桥式通道Ⅱ(16)外层通道、涡轮马达(17)外层通道、双层钻杆(18)外层通道、桥式通道Ⅲ(19)内层通道、气举阀(20)内层通道、举升泵(21)内层通道、压控滑套(22)内层通道、检测短节Ⅱ(25)内层通道、动力钻具(26)内部通道、钻头(27)内部通道。7.一种如权利要求1—7任意一项所述的天然气水合物
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浅层气
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深层气多源多方法联合开采系统，其特征在于，步骤如下，I、...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐洋，张玉林，张烈辉，王国荣，赵鹏，谢娜，魏纳，何玉发，李清平，王金忠，赵金海，高翔，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：