[发明专利]孔隙充填型天然气水合物高效率开采方法

权利要求书

1.孔隙充填型天然气水合物高效率开采方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A、钻设主井并布设套管，主井延伸至水合物储层，主井钻完后向水合物储层射入不同粒径的金属填充颗粒，金属填充颗粒的粒径r通过下式确定：

其中，Y_l表示金属填充颗粒剥落临界流速，q表示通过沉积物体积单元的流体流量，A表示流体通过沉积物体积单元的横截面积，φ表示沉积物孔隙度；r表示金属填充颗粒的粒径，η_f表示流体的动力粘度，Y₀表示金属填充颗粒间的内聚力，μ表示金属填充颗粒间的摩擦系数；σ_θ’、σ_z’表示沉积物中孔道壁上的有效径向应力和轴向应力，T₀表示金属填充颗粒间的抗拉强度；

步骤B、在主井中水合物开采段布设防砂筛管和电磁感应加热工具，并在开采段上部位置下入电潜泵，开启电潜泵进行水合物降压开采；

步骤C、降压开采生产开始后，水合物储层温度逐渐降低，开启电磁感应加热工具辅助水合物分解；

步骤D、水合物分解后的天然气、自由水和部分失稳砂颗粒在电潜泵抽力作用下沿储层孔隙和人工制造的裂隙向井筒运移，实现水合物采集与存储。

2.根据权利要求1所述的孔隙充填型天然气水合物高效率开采方法，其特征在于：所述步骤A中，金属填充颗粒剥落临界流速Y_l通过以下方式得到：

(1)确定流体作用下金属填充颗粒的剥落阻力F_r：

其中，F_r表示金属填充颗粒剥落时受到的剥落阻力；r表示金属填充颗粒的粒径；Y₀表示金属填充颗粒间的内聚力；μ表示金属填充颗粒间的摩擦系数；σ_θ’、σ_z’表示沉积物中孔道壁上的有效径向应力和轴向应力；T₀表示金属填充颗粒间的抗拉强度；

(2)确定金属填充颗粒的剥落动力F_h：

其中，F_h表示作用在单个金属填充颗粒上的水动力；F表示作用在沉积物体积单元上的水动力；A表示流体通过沉积物体积单元的横截面积；q表示通过沉积物体积单元的流体流量；η_f表示流体的动力粘度；φ表示沉积物孔隙度；r表示金属填充颗粒的粒径；N表示沉积物体积单元中金属填充颗粒的个数；

(3)基于上述步骤(1)和(2)，当剥落动力F_h大于剥落阻力F_r时，金属填充颗粒将随储层内流体运移，通过上述受力分析，进而获得在地层流体作用下的金属填充颗粒剥落临界流速Y_l。