[发明专利]一种天然气水合物的直井开发方法

说明书

本发明公开了一种天然气水合物的直井开发方法，该方法包括：在天然气水合物储层的上部钻取直井，所述直井的井底与所述储层的距离使彼此接近，但不引起所述储层的扰动；在所述直井的底部侧向开窗，钻取预设数量的侧向径向井，并对这些侧向径向井灌注混凝土，待混凝土固结后形成承载于储层下部隔层的人工骨架；在所述直井的下部开窗，钻取垂向的径向井，以钻通整个储层；待对开采区的天然气水合物开发完成后，对所述开采区进行回填。本发明提供一种集储层预处理、开采、采后回填于一体的系统化技术方法，通过在储层内形成人工骨架实现增大储层岩体框架强度。

技术领域

本发明属于油气藏开发领域，具体地，涉及一种天然气水合物的直井开发方法。

背景技术

天然气水合物是一种新型非常规资源，由甲烷等烃类气体与水在高压低温条件下形成的白色结晶状化合物，又名“可燃冰”。通常一单位体积的天然气水合物分解可产生164-180单位体积的甲烷气体。天然气水合物资源主要分布在北极冻土带、印度洋、太平洋、北冰洋、大西洋等沿海大陆架300米-3000米水深的深水区，初步估计其资源量为常规油气的近百倍，其中约95％储存在深海区域。

在非成岩性储层或岩体框架强度不足的储层中，先开采再回填的方式无法有效降低储层坍塌的风险、不具备可行性，而无论在海洋或冻土环境下，地层坍塌引发的滑坡等地质现象都将造成严重的后果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种预防地层坍塌的天然气水合物的直井开发方法。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例提供了一种天然气水合物的直井开发方法，该方法包括：在天然气水合物储层的上部钻取直井，所述直井的井底与所述储层的距离使彼此接近，但不引起所述储层的扰动；在所述直井的底部侧向开窗，钻取预设数量的侧向径向井，并对这些侧向径向井灌注混凝土，待混凝土固结后形成承载于储层下部隔层的人工骨架；在所述直井的下部开窗，钻取垂向的径向井，以钻通整个储层；待对开采区的天然气水合物开发完成后，对所述开采区进行回填。

在一个实施例中，使用水力射流技术钻取侧向的径向井，所述射流初始位置为从直井的底部侧向水平方向向下设定角度，以保证水力喷射钻头保持斜下方向钻进。

在一个实施例中，在钻取所述侧向径向井的过程中，假设储层厚度为h，则当水力喷射钻头进尺达到Acos-1α×h时完成侧向径向井的钻进，其中A为冗余倍数，α为射流初始位置的设定角度。

在一个实施例中，所述射流初始位置的设定角度α为45°，冗余倍数为1.5倍。

在一个实施例中，钻取侧向径向井的数量根据所述储层的稳定程度来决定。

在一个实施例中，若储层岩层骨架强度高、稳定程度高，则减少径向井的数量；若储层岩层骨架强度低或完全没有岩层骨架、稳定程度差，则增加径向井的数量。

在一个实施例中，在储层岩层骨架强度高、稳定程度高时，在直井的侧向形成俯视上呈正交态的四个侧向径向井。

在一个实施例中，在储层岩层骨架强度低或完全没有岩层骨架、稳定程度差时，在直井的侧向形成在俯视上相位角为45°的呈放射态的八个侧向径向井。

在一个实施例中，当采用井组开发时，对井组进行五点式或九点式的布局，使各单井的侧向径向井所形成的人工骨架存在交叉。

在一个实施例中，所述直井的井底与所述储层的距离范围为10m～20m。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

基于当前技术的不足，本发明实施例提供了一种集储层预处理、开采、采后回填于一体的系统化方法，通过在储层内形成人工骨架来增大储层岩体框架强度，同时，形成人工骨架的过程对储层的扰动小、风险低。当采用井组大规模开发时，人工骨架将形成系统的人工支撑系统，实现对储层的有效开发，有效降低了储层的坍塌风险。