[发明专利]一种联合降压和水力压裂技术开采水合物的方法和装置

权利要求书

1.一种联合降压和水力压裂技术开采天然气水合物的装置，其特征在于：包括贯穿海水层（13）、天然气水合物上伏沉积物层（11）以及天然气水合物储层（2）的开采井（12），开采井（12）置于天然气水合物下伏沉积物地层（1）上方，在所述开采井（12）下部抽气部位布置滤砂装置（17）和储层原位气液分离器（8），在储层原位气液分离器（8）上设有流通阀门（9），在开采井（12）井壁布置固定套管部件及隔封设备（10），开采井（12）井眼内布置用于注液/抽气功能的双井筒套管管柱（14）；在双井筒套管管柱（14）的天然气水合物储层（2）段设置水力压裂及射孔设备，水力压裂及射孔设备包括压裂增压器（5）和朝向开采井（12）井壁的喷射喷嘴（6），以及开设在开采井（12）井壁上与喷射喷嘴（6）相对应的射孔通道（3），相应的还布置有通过数据线联入信号处理器（15）的压力传感器（4）、流量传感器（7）以及声能传感器（16）。

2.如权利要求1所述的联合降压和水力压裂技术开采天然气水合物的装置，其特征在于：还包括有海上或陆上开采平台（18），其包括相互连接的陆上气液分离器（19）和注水泵（20），所述注水泵（20）包括两个入口和一个出口，其出口一端与双井筒套管管柱（14）的内管注液口相连，并与压裂增压器（5）相连通，一个入口端则连入的是气液分离器（19）的液体出口，另一个入口端连入的是用于压裂地层目的而注入的其他流体注入端。

3.一种联合降压和水力压裂技术开采天然气水合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)在天然气水合物成矿区地层构筑贯穿海水层、天然气水合物上伏沉积物层和天然气水合物储层的开采井，对开采井井壁布置固定套管部件及隔封设备；

步骤（2)在开采井井眼内布置注液和抽气用的双井筒管柱，并在其入水合物储层段布置水力压裂及射孔设备，同时配置压力、流量、声能等传感器用于探测和监视；

步骤(3)启动水合物降压开采装置，使储层压力下降，触发天然气水合物失稳而分解为液态水和气态天然气，同时利用压力、声能等传感器对储层信息进行实时监控，根据开采进程需要，开启水力压裂设备对储层渗透性进行改善，保障流体流通渠道顺畅和降压采气顺利；

步骤(4)随着大面积天然气水合物发生分解而产生更多的气态天然气和液态水，采用在开采井井口定出口流量或定出口压力的方式将储层的天然气抽取出来，气液先经滤砂装置过滤，再通过多级气液分离器分离收集，对产生的液态水一部分通过布置于原位的气-水分离装置将水回流到储层井筒管柱内的水力压裂增压系统内，而大部分则通过泵吸方式随气体一起被采至陆上气-水收集系统后进行分离再利用。