[发明专利]一种天然气水合物储层冻结压裂增产改造方法及装置有效

专利信息
申请号: 202110627133.1 申请日: 2021-06-04
公开(公告)号: CN113586022B 公开(公告)日: 2023-06-27
发明(设计)人: 周佳维;谢文卫;唐军;于彦江;寇贝贝;申凯翔;宁波;王英圣;欧芬兰;孙明远 申请(专利权)人: 广州海洋地质调查局
主分类号: E21B43/26 分类号: E21B43/26;E21B43/25;E21B43/01
代理公司: 北京金宏来专利代理事务所(特殊普通合伙) 11641 代理人: 李东梅
地址: 510000 广*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 天然气 水合物 冻结 增产 改造 方法 装置
【说明书】:

发明公开了一种天然气水合物储层冻结压裂增产改造方法及装置,应用于水平井,其中,所述增产改造方法包括:初次冻结步骤:冻结管柱下入井筒内,通过冻结管柱向井筒内注入制冷剂进行第一次冻结,焖井第一时间后,在井筒外形成第一冻结区域,取出冻结管柱;射孔步骤:射孔枪下入井筒内,射孔枪在第一冻结区域内进行射孔,射孔操作完成后取出射孔枪;再次冻结步骤:冻结管柱再次下入井筒内,向井筒内注入制冷剂,制冷剂流入射孔内进行再次冻结,焖井第二时间后,在井筒外形成第二冻结区域,取出冻结管柱;压裂施工步骤:压裂工具连接压裂管柱下入井筒内,在第二冻结区域内进行分段压裂增产作业。

技术领域

本发明涉及天然气水合物开采领域,更具体地说,涉及一种天然气水合物储层冻结压裂增产改造方法及装置。

背景技术

天然气水合物是一种资源量丰富的清洁能源,其含碳总量是目前传统石化能源含碳总量的两倍,其中97%以上的天然气水合物赋存于海域中。目前天然气水合物开采主要有降压法、热激发法、置换法、注抑制剂法等,但是无论使用何种方法,天然气水合物储层渗透率低是制约其开采的重要因素。未经增产改造的储层难以获得工业量级的气流。

水平井水力压裂是页岩气、致密气、致密油等低渗透储层非常规油气资源成功商业开发的核心技术。利用水力压裂技术进行水合物储层增产改造,形成水力裂缝,可以建立高导流能力的天然气流动通道,增加降压开采时的泄压范围,增加热激发法的热流体、置换法的置换物质、注抑制剂法注入的抑制剂与天然气水合物的接触面积,解除钻井、完井过程中对储层造成的损伤,能够极大的提高各种开采方法的开采效率,具有极好的应用前景。但是天然气水合物泥质粉砂储层较软,处于弱胶结或未胶结状态使得常规水力压裂技术难以直接应用于天然气水合物开发。

天然气水合物储层中天然气水合物与冰可以提高地层沉积物的胶结强度,并且其所占比例越高,地层强度和脆性越高,地层可压性越好。冻结法在煤矿开采和地铁隧道等地下通道挖掘工程中应用广泛,通过冻结软弱地层、地层水复杂地层,确保工程的顺利实施。将冻结法应用于天然气水合物开发中,通过人工冻结天然气水合物储层提高地层强度和脆性,就能将压裂增产技术应用于天然气水合物开发。现有的增产改造方法未能解决天然气水合物储层水平井压裂增产的问题,实际上水平井配合压裂增产技术对于低渗透储层增产效果更好。同时现有的增产改造方法无法控制水力裂缝的起裂位置,不能控制和引导水力裂缝的扩展,实施多口井压裂时,无法避免不同井裂缝间的干扰。且现有的增产改造方法未考虑大范围冻结时,冻膨效应对管道强度的影响。

发明内容

本发明针对现有技术的上述缺陷,提供一种天然气水合物储层冻结压裂增产改造方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种天然气水合物储层冻结压裂增产改造方法,应用于水平井,所述增产改造方法包括:

初次冻结步骤:冻结管柱下入井筒内,通过冻结管柱向井筒内注入制冷剂进行第一次冻结,焖井第一时间后,在井筒外形成第一冻结区域,取出冻结管柱;

射孔步骤:射孔枪下入井筒内,射孔枪在第一冻结区域内进行射孔,射孔操作完成后取出射孔枪;

再次冻结步骤:冻结管柱再次下入井筒内,向井筒内注入制冷剂,制冷剂流入射孔内进行再次冻结,焖井第二时间后,在井筒外形成第二冻结区域,取出冻结管柱;

压裂施工步骤:压裂工具连接压裂管柱下入井筒内,在第二冻结区域内进行分段压裂增产作业。

在本发明所述的天然气水合物储层冻结压裂增产改造方法中,在压裂施工步骤之后,所述增产改造方法还包括:

重复所述再次冻结步骤和压裂施工步骤,直至增产改造作用完成。

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