[发明专利]一种天然气水合物储层开采结构及气体压裂注入水硬性氧化钙的天然气水合物开采方法

说明书

本发明公开了一种天然气水合物储层开采结构，包括位于天然气水合物储层中的钻井；与所述钻井相连通的压裂裂隙；所述压裂裂隙位于天然气水合物储层中；所述压裂裂隙中设置有含有氧化钙粉末的气体。本发明提供的天然气水合物储层开采结构，将氧化钙粉末通过气体充满压裂裂隙中，钻井降压后压裂裂隙中天然气水合物分解，分解产生的水与氧化钙反应释放大量的热量，提供了天然气水合物分解所需的热量，并提高了分解速度，还能够形成了高孔隙的氢氧化钙填充物，既支撑了压裂裂隙，又有较好的渗透性，从而提高了天然气的产气速率。本发明提供的开采方法简单易行，开采成本低，为天然气水合物规模化开采提供了新的思路，适于商业化推广和应用。

技术领域

本发明涉及天然气水合物开采领域，涉及一种天然气水合物储层开采结构及天然气水合物开采方法，尤其涉及一种天然气水合物储层开采结构及气体压裂注入水硬性氧化钙的天然气水合物开采方法。

背景技术

天然气水合物(Natural Gas Hydrate/Gas Hydrate)是一种白色固态物质，又被称作“可燃冰”(Combustible ice)或者“固体瓦斯”和“汽冰”，是类冰状的结晶物质。有极强的燃烧力，主要由水分子和烃类气体分子(主要是甲烷)组成，它是在一定条件(合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、pH值等)下由水和天然气在中高压和低温条件下混合时组成的类冰的、非化学计量的、笼形结晶化合物(水分子中氧原子的电负性较大，在高压下能吸引与之相近的水分子中的氢原子形成氢键，构成笼状结构)。一旦温度升高或压强降低，甲烷气则会逸出，固体水合物便趋于崩解。天然气水合物在自然界广泛分布在大陆永久冻土、岛屿的斜坡地带、活动和被动大陆边缘的隆起处、极地大陆架以及海洋和一些内陆湖的深水环境，可用mCH₄·nH₂O来表示，m代表水合物中的气体分子，n为水合指数(即水分子数)。天然气水合物从物理性质来看，密度接近并稍低于冰的密度，组成天然气的成分如CH₄、C₂H₆、C₃H₈、C₄H₁₀等同系物以及CO₂、N₂、H₂S等可形成单种或多种天然气水合物。

2013年6月至9月，中国在广东沿海珠江口盆地东部海域首次钻获高纯度天然气水合物样品，并通过钻探获得可观的控制储量。2017年5月，中国首次海域天然气水合物(可燃冰)试采成功。2017年11月3日，国务院正式批准将天然气水合物列为新矿种。天然气水合物是一种储量巨大的新型能源，除我国以外，俄罗斯、美国、加拿大、日本等国家都进行了天然气水合物的试采工作，但目前采用的各种开采方法获得的天然气平均日产量远远达不到商业化开发的需求。在当前采用的天然气水合物开采方法中，试采天然气产量最高的是降压法，但是降压法开采目前仍存在开采储层产气速率慢、天然气水合物分解导致储层结构失稳以及接触体积不足等问题。

因此，如何设计一种更加有效的天然气水合物开采方法，解决上述天然气水合物开采中存在的缺陷，进一步推进天然气水合物开采的进程，满足大规模商业化开发的需求，已成为业内诸多具有前瞻性的研究人员广为关注的焦点之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种天然气水合物储层开采结构及天然气水合物开采方法，特别是一种天然气水合物储层开采结构及气体压裂注入水硬性氧化钙的天然气水合物开采方法。本发明提供的天然气水合物储层开采结构及开采方法，具有特定的压裂裂隙组成，能够提高降压面积，补充天然气水合物分解热量，提高天然气水合物储层稳定性，增加渗透性，能够克服当前天然气水合物降压开采产气速率低的缺点和不足，而且方法简单易行，开采成本低，适于规模化商业推广和应用。

本发明公开了一种天然气水合物储层开采结构，包括位于天然气水合物储层中的钻井；

与所述钻井相连通的压裂裂隙；

所述压裂裂隙位于天然气水合物储层中；