[发明专利]一种天然气水合物安全开采方式

权利要求书

1.一种天然气水合物安全开采方式，其特征是包括如下步骤：

（1）预开发区块地质调查：在海床（2）上调查预开发区块的地质背景、矿体储集特征、邻井资料，以确定水合物储层参数、生产井波及半径；

（2）预开发区块井位部署：井组的开发井数量根据预开发区块水合物储层（3）的面积和单井控制有效半径共同确定，相邻的井间隔100-150米；

（3）进行井眼轨迹优选：基于预开发区块的储层特征，进行井眼轨迹优选，确定井身结构，开发井的井型可以是直井、水平井、定向井或丛式井；

（4）根据井位部署间隔钻第一批生产井（4-1、4-3、4-5），对开发区块进行储层改造，采用降压法进行生产；

（5）生产结束，填充井底空洞；

（6）根据井位部署在第一批生产井的井间位置钻第二批生产井（4-2、4-4），对开发区块进行储层改造，采用降压法进行生产；

（7）当天然气产量递减至无经济效益时停止生产。

2.根据权利要求1所述的天然气水合物安全开采方式，其特征是：所述的步骤（4）、（6）中储层改造采用液氮辅助增脆压裂技术，通过压裂管柱将高压液氮注入到天然气水合物储层，利用液氮的低温特性增加水合物储层脆性，高压液氮使天然气水合物储层产生破裂，注入的液氮携带支撑剂，以进一步提高渗透性。

3.根据权利要求1所述的天然气水合物安全开采方式，其特征是：在步骤（4）、（6）中开发井集气口处安装防砂装置，防砂装置由多层筛网和填充砾石组成。

4.根据权利要求3所述的天然气水合物安全开采方式，其特征是：所述的防砂装置由两层筛网和填充砾石组成，外层选用孔径20μm筛网，内层选用直径10μm筛网，在两层筛网内部填充有粒径25～100μm砾石。

5.根据权利要求1所述的天然气水合物安全开采方式，其特征是：所述的步骤（5）中，当天然气产量递减至无经济效益后结束生产，向开发井井底注入水泥填充开采空洞及压裂缝，保留海底泥线以下生产管柱后弃井。

6.根据权利要求1所述的天然气水合物安全开采方式，其特征是：所述的步骤（6）中，根据第一批井的实际生产波及半径和空洞填充情况对第二批井井位进行修正，在第一批井井间位置钻第二批井，第二批井与第一批井井口位置分散布置，以保证第二批井的井口稳定。

7.根据权利要求1所述的天然气水合物安全开采方式，其特征是：在开发井的井底装配填充效果监测系统（5），填充效果监测系统（5）由声接发装置（14）、探地雷达GPR（15）、信号传输装置（16）和信号处理装置（17）组成，声接发装置（14）、探地雷达GPR（15）安设在注入管道（13）的下端，并通过信号传输装置（16）连接到地面的信号处理装置（17），通过声接发装置（14）、探地雷达GPR（15）对地层空洞及压裂缝进行探测，通过信号传输装置（16）将探测信息传输到信号处理装置（17）对地层空洞及压裂缝的填充效果进行评判，根据信号处理装置（17）处理后的结果对填充参数进行反馈，直到达到填充要求。

8.根据权利要求3所述的天然气水合物安全开采方式，其特征是：在生产过程中构建了监测范围包括井下、水中和大气的全方位环境监测体系，海底分布的海底沉降监测仪（6）用来监测海底是否发生滑坡、沉降，井口、水中、大气中分布的甲烷检测仪（7）监测是否发生甲烷泄漏。

9.根据权利要求1所述的天然气水合物安全开采方式，其特征是：开发井在海底斜坡上垂直于斜坡方向平行分布。