[发明专利]泡沫注浆法改造海洋泥质粉砂型天然气水合物储层的方法

说明书

泡沫注浆法改造海洋泥质粉砂型天然气水合物储层的方法，属于天然气水合物开采领域，该方法通过向天然气水合物层中注入含有泡沫水泥砂浆，可在天然气水合物层中形成比原有天然气水合物层强度和渗透率更高的网状骨架结构。与现有技术相比，本发明一方面通过网状骨架结构增加天然气水合物层稳定性，另一方面通过网状骨架结构中的孔隙提高天然气水合物层的渗透率，从而达到提高单井开采效率，延长开采周期，降低水合物开采过程中地质灾害发生的效果。

技术领域

本发明属于天然气水合物开采领域，涉及一种储层改造方法，尤其涉及一种海洋泥质粉砂型天然气水合物的储层改造方法。

背景技术

天然气水合物是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质，广泛分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，其有机碳储量相当于全球已探明的煤、石油、天然气的两倍，被公认为21世纪的重要后续能源。

由于海洋中的天然气水合物储量远远地大于陆地上天然气水合物的储量，海洋将成为未来天然气水合物资源开发的主要区域。日本的两次海上天然气水合物开采均为海底砂岩型天然气水合物，该类型天然气水合物具有渗透性好、饱和度高的特点，开采难度相对较小。但90％以上的天然气水合物分散的分布于海底泥质粉砂岩中，海底泥质粉砂岩渗透性差，开采难度极大。天然气水合物开采会出现很多的问题，一方面，天然气水合物分解会导致原先由天然气水合物固结的沉积层变得松散，产生海底滑坡等事故；另一方面，由于泥质粉砂岩的渗透性差，水合物分解产生的水不能及时排除，降低了产气效率。

2017年5月10日至7月9日，我国在神狐海域实现全球首次泥质粉砂型天然气水合物开采。该次开采连续试气点火60天，累计产气量超过30万立方米，平均日产5000立方米以上，最高产量达3.5万立方米每天。针对我国南海神狐海域主要赋存泥质粉砂型水合物，并且渗透率低的情况，此次试采，采用了水力割缝的方法进行储层改造。通过测试表明，割缝效果良好，大大提高了地层渗透性。然而本次海洋天然气水合物开采远未达到商业化开采的程度。

为实现海洋天然气水合物的商业化开采，需要通过进一步的储层改造的方法提高单井开采效率，延长开采周期，降低天然气水合物开采过程中地质灾害发生的可能性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了提高单井开采效率，延长开采周期，降低天然气水合物开采过程中地质灾害发生的可能性，提供一种泡沫注浆法改造海洋泥质粉砂型天然气水合物储层的方法。

本发明采用如下的技术方案：泡沫注浆法改造海洋泥质粉砂型天然气水合物储层的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、利用钻进装置从海底表面钻进至设计深度形成井眼，对井眼进行固井和完井作业；

步骤二、配置泡沫液和水泥砂浆，并将两者混合均匀形成泡沫水泥砂浆，泡沫水泥砂浆中的泡沫占总体积的10％～60％；

步骤三、下入注浆管，从注浆管内部泵送所述泡沫水泥砂浆进入到天然气水合物层中，注浆压力大于天然气水合物层的初始应力和抗剪强度使得天然气水合物层产生劈裂裂隙；

步骤四、注浆结束后，水化的水泥将砂浆胶结在一起形成网状骨架结构，泡沫在网状骨架结构中形成孔隙，孔隙率为10％～60％；

步骤五、天然气水合物层改造完成后，对天然气水合物层进行开采。

进一步，步骤一中，从海底表面钻进至设计深度过程，采用直井时钻进至天然气水合物层底部以下5米～20米；采用水平井时，水平井位于天然气水合物层的中间位置。

进一步，步骤一中，固井作业是在钻井完成后，在井眼中完成下套管和注水泥浆的过程。

进一步，步骤一中，完井作业是在固井作业完成后，采用射孔或下入花管方式使井眼与天然气水合物层连通。