[发明专利]一种水平井分段射孔开发非均质天然气水合物藏的方法

说明书

本发明公开了一种水平井分段射孔开发非均质天然气水合物藏的方法。主要包括一口注热直井和一口生产水平井，对生产水平井进行分段打开，结合天然气水合物热开采，迫使直井注入的热流体对天然气水合物藏的不同位置进行加热，提高天然气水合物藏的采收率。其具体方法为：利用直井将热流体注入天然气水合物藏促进水合物的分解，水平井水平段首先全部打开并保持降压开发，当产气量降低至一定程度时根据天然水合物藏渗透率划分分段数，对水平段从趾端到跟段进行分段开发，实现非均质天然气水合物藏的热开采。该方法充分利用水平井结构，降低开采成本，为非均质天然气水合物藏的高效开发提供有效措施。

技术领域

本发明涉及一种天然气水合物藏的开采方法，尤其是指水平井分段射孔开发非均质天然气水合物藏的方法。

背景技术

天然气水合物作为一种非常规天然气资源，以其自身分布广、类型多、储量大、能量密度大的优点而受到全世界的普遍重视和研究。在现阶段传统化石能源资源开发利用难度上升的情况下，天然气水合物被公认为最有前途的新型高效清洁能源之一，具有巨大的开采潜力。

在高压低温环境下，天然气和水则会形成天然气水合物，当打破天然气存在条件，即在给定压力情况下升高温度，或者在给定温度情况下降低压力时，天然气水合物则会分解，天然气水合物的开采是通过破坏天然气水合物的相平衡，使其分解为天然气和水并进行开采。在天然气水合物的开采中，水平井可以有效增大接触面积，扩大天然气水合物的分解范围，从而提高产气速率，然而由于天然气水合物藏的非均质性，在注热开采过程中容易发生窜流现象，严重影响天然气水合物的开采效率。利用分段射孔水平井开发天然气水合物藏，可迫使注入水在不同开发阶段加热不同位置处的水合物，有效避免天然气水合藏非均质性所引起的窜流问题，其充分利用水平井结构，设备利用率高，降低开采成本，为天然气水合物藏的开发提供有效措施。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种水平井分段射孔开发非均质天然气水合物藏的方法，该方法可以大幅提高天然气水合物藏的采收率。

本发明的目的主要通过以下方法实现：利用直井将热流体注入天然气水合物藏，促进天然气水合物的分解，根据天然水合物藏渗透率划分区域，对水平井进行分段射孔，从而实现非均质天然气水合物藏的热开采。具体包括以下步骤：

(1)根据天然气水合物藏地质资料，选择平均有效厚度大于20m的天然气水合物藏，钻取一口直井，该直井全部钻穿所述天然气水合物藏，且射孔段为所述天然气水合物藏的底部至所述天然气水合物藏深度的1/2～2/3处；

(2)在所述直井的一侧钻取一口水平井，所述水平井的跟端为所述直井的远端而水平井的趾端为所述直井的近端，为了避免所述直井注入的热水窜流至所述水平井，所述直井距离所述水平井趾端的水平距离应在20m～100m范围内，所述水平井的水平段深度为天然气水合物藏深度的1/5至1/3处，所述水平井的整个水平段通过射孔连通所述天然气水合物藏；

(3)所述直井以20～200m³/d的速度注入热流体，所述水平井保持低于所述天然气水合物藏原始压力2～6MPa的井底压力进行开采；

(4)当所述水平井生产气量低于500m³/d时，根据所述天然气水合物藏的渗透率分布，采用聚类分析法对水平井分段数和各分段的长度进行设计，所述水平井分段数为3～6，所述聚类分析法为现有方法，具体实现过程可参见参考文献：马立平.聚类分析法[J].数据,2000(5):36-37.所述聚类分析法具有所需内存小，计算速率快等特点。

(5)保持所述直井的注入热流体速度不变，保持距离所述直井距离最近的水平分段为打开状态并对其它分段进行封堵，所述水平分段以低于所述天然气水合物藏原始压力2～6MPa的井底压力进行开采；