[发明专利]一种海洋天然气水合物单井降压开采系统及方法

权利要求书

1.一种海洋天然气水合物单井降压开采系统，其特征在于，整个开采系统包括综合监测井、生产井、分解监测井、钻心采样井和环境监测装置，共五个部分，名部分具体如下：

(1)综合监测井钻井

综合监测井钻井包括综合监测井套管、综合监测井传感器、综合监测井固井水泥、综合监测井井口装置和综合监测井电缆；综合监测井穿透水合物层钻进至下覆层顶部，综合监测井套管外壁设有传感器，固井水泥用于固井，井口装置设于井口并通过数据电缆至水面开采平台；

(2)生产井

生产井分为浅部生产井和深部生产井二部分，包括生产井套管、生产井固井水泥、生产井井口保护装置、生产井防井喷装置、生产井防砂装置、潜水泵、气水封隔器、天然气管路和水管路；浅部生产井钻进至盖层底部，下套管，固井水泥固井后设置井口保护装置；深部生产井则先移除浅部生产井的井口保护装置，设置防井喷装置和气水举升器，继续钻进生产井至水合物上层，下套管、固井，设置防砂装置，设置水泵、气水封隔器，连接天然气管路和水管路，连接综合监测井和分解监测井的电缆；

(3)分解监测井钻井

分解监测井钻井包括分解监测井套管、分解监测井传感器、分解监测井固井水泥、分解监测井井口装置和分解监测井电缆；分解监测井钻进至水合物层底部不穿透，然后下套管，套管外壁设有传感器，固井水泥固井后，最后设置井口装置，连接电缆至水面开采平台；

(4)钻心采样井

钻心采样井钻进至水合物层，采用保压采样装置采样；

(5)环境监测装置

环境监测装置由在海底铺设的甲烷泄漏和地震监测传感器阵列构成，通过数据电缆连接至水面开采平台。

2.一种海洋天然气水合物单井降压开采方法，包括综合监测井钻井阶段、生产井浅部钻井阶段、分解监测井钻井阶段、钻心采样阶段、环境监测装置安装阶段、生产井深部钻井与开采阶段，封井与设备回收阶段，共七个阶段，其特征在于：

一、综合监测井钻井阶段：综合监测井穿透水合物层钻进至下覆层顶部，钻井完成后下综合监测井套管；综合监测井套管外壁设有温度传感器、光纤传感器等传感器，作为监测设备；用固井水泥固井后，再设置井口装置，连接数据电缆至水面开采平台，完成测井数据采集后封闭井口，断开数据电缆连接；

二、生产井浅部钻井阶段：生产井浅部钻井钻进至盖层底部，下套管，固井水泥固井后设置井口保护装置；

三、分解监测井钻井阶段：分解监测井钻进至水合物层底部不穿透，然后下套管，套管外壁设有传感器，固井水泥固井后，最后设置井口装置，连接电缆至水面开采平台，完成数据采集后关井，断开电缆连接；

四、钻心采样阶段：钻心井钻进至水合物层，采用保压采样装置采样，采样完成后直接封井；

五、环境监测装置安装阶段：在海底铺设甲烷泄漏和地震监测传感器阵列，连接数据电缆至水面开采平台；

六、生产井深部钻井与开采阶段：首先通过综合监测井采集地层数据，然后移除生产井浅部钻井井口的保护装置，设置防井喷装置和气水举升器，继续钻进生产井至水合物上层，下套管、固井，设置防砂装置，设置水泵、气水封隔器等水下设备，连接天然气管路和水管路，连接综合监测井和分解监测井的电缆，开始开采；

七、封井与设备回收阶段：生产井的防井喷装置在开采结束后操作关井，抑制井压使水合物停止分解，断开与水面开采平台的连接，切断套管然后封井，通过综合监测井采集地层数据，回收综合监测井的井口设备、封井，回收环境监测设备，待分解监测井监测到地层温度恢复稳定后回收分解监测井井口设备、封井，完成整个开采过程。