本發(fā)明屬于海洋天然氣水合物開采技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種傾斜井海洋天然氣水合物開采方法。

背景技術(shù)：

社會的發(fā)展與進(jìn)步依賴于對能源的開發(fā)和利用。工業(yè)革命以來，對于化石燃料的需要急劇增加?；茉词遣豢稍偕茉矗瑑α坑邢?，而且傳統(tǒng)的化石燃料會造成大氣污染、溫室效應(yīng)等一系列環(huán)境問題。因此，尋找一種可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石能源的新型能源是當(dāng)今亟需解決的問題。天然氣水合物是一種極具開發(fā)潛力的新型能源，其主要成分為烴類和水，與傳統(tǒng)化石燃料相比較為清潔；儲量規(guī)模大，廣泛存在于高原凍土區(qū)及海洋大陸架；能量密度高。天然氣水合物安全高效開采成為各國學(xué)者關(guān)注和研究的課題。

天然氣水合物的開采方法主要有降壓法、熱激發(fā)法和化學(xué)試劑注入法三種。熱激發(fā)法是通過將高溫流體注入天然氣水合物儲層，使儲層溫度達(dá)到水合物分解溫度產(chǎn)出天然氣的方法。但熱激發(fā)法的熱能利用率較低，裝置復(fù)雜。化學(xué)試劑注入法為通過特殊設(shè)備向地層中注入化學(xué)試劑破壞水合物相平衡使水合物分解的方法，缺點為成本高、可能會造成環(huán)境污染?？紤]到開采工況復(fù)雜性、開采方案靈活性和開采經(jīng)濟能效，降壓開采被視為有效可行的方法，即通過鉆探等方法使降低水合物層下面的游離氣聚集層位的平衡壓力，打破水合物儲層的相平衡，促進(jìn)水合物分解產(chǎn)出天然氣。但是，降壓開采由于缺少外部熱量的激發(fā)，開采過程中可能導(dǎo)致結(jié)冰和水合物二次生成，造成管路堵塞降低開采效率。熱激發(fā)和降壓聯(lián)合開采被視為一種極具前景的方法。

常規(guī)鉆井技術(shù)主要為水平井鉆井技術(shù)和垂直井鉆井技術(shù)。垂直井鉆井技術(shù)為最早使用的較為成熟的鉆井技術(shù)，操作簡單、成本較低，但是與儲層的接觸面積少，產(chǎn)量低；水平井鉆井技術(shù)穿過儲層的距離更長，接觸面積大，單井產(chǎn)量高，但是成本較高。水合物儲層多呈傾斜狀分布，考慮到實際儲層工況復(fù)雜性，上述兩種鉆井技術(shù)在實際工況下可能會受到限制。

本發(fā)明在上述鉆井技術(shù)基礎(chǔ)上提出了一種傾斜井鉆井法。在水合物儲層為連續(xù)分布尤其是傾斜分布的情況下，與上述的水平井和垂直井相比，傾斜井與水合物儲層的接觸面積最大，單次鉆井水合物儲層的開發(fā)效率高。并且，和石油開采不同，天然氣水合物開采時分解生成的天然氣為密度較小的氣相，可沿著傾斜的井道方向向上流動，便于采集。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明在目前天然氣水合物鉆井技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，為海洋天然氣水合物的開采提供一種傾斜井鉆井的新型方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種傾斜井海洋天然氣水合物開采方法，步驟如下：

通過探測得知水合物儲層的分布情況(水合物儲層的傾斜角度α，水合物儲層的厚度H)，進(jìn)而確定多傾斜井的鉆井位置，相鄰兩開采井間隔W，通過下面兩個公式最終傾斜井的長度L和角度θ，使傾斜井在水合物儲層的長度盡量長：

傾斜井長度

傾斜井角度

采用半潛式鉆井平臺進(jìn)行鉆井作業(yè)，開采井包括豎直井和傾斜井，豎直井和傾斜井相連。在確定的鉆井位置鉆豎直井，使其穿過蓋層至伸入水合物儲層；然后，根據(jù)確定的傾斜井長度和角度，在水合物儲層鉆取傾斜井，傾斜井完全位于水合物儲層。

鉆井結(jié)束后，下防水套管完井；防水套管為三層套管，外管為注熱管道，中管為回流管道，內(nèi)管為采氣管道；注熱管道和回流管道的底部相通，而采氣管道的底部為密封；注熱管道的外壁上設(shè)置傳感器，便于對開采過程進(jìn)行實時監(jiān)測；在注熱管道上，每間隔相同的距離環(huán)繞外管管壁一周均勻的設(shè)有四個采氣孔，采氣管道通過采氣孔與水合物儲層相通。

通過降壓和注熱結(jié)合的方式進(jìn)行天然氣水合物開采，注熱管道內(nèi)注入熱鹽水促進(jìn)天然氣水合物分解；冷卻后的液體通過回流管道抽出后收集起來重復(fù)利用；利用氣液混輸泵從采氣管道中將天然氣水合物分解生成的游離氣和水抽離，天然氣水合物進(jìn)一步降壓分解；輸送到地面的氣液混合物進(jìn)行氣液分離后并用高壓氣罐將分離后的天然氣儲存起來。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過傾斜井的設(shè)置將與水合物儲層的接觸面積最大化，單次鉆井水合物儲層的開發(fā)效率最高。天然氣水合物分解后生成的天然氣為密度較小的氣相，可沿著傾斜的井道方向向上流動，便于采集。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的傾斜井鉆井法水合物開采方法示意圖。

圖2為本發(fā)明的傾斜井鉆井法水合物開采技術(shù)的開采井示意圖。

圖3為本發(fā)明的傾斜井鉆井法水合物開采技術(shù)的開采井A-A截面圖。

圖4為本發(fā)明的傾斜井鉆井法水合物開采技術(shù)的開采井B-B截面圖。

圖中：1半潛式開采平臺；2氣液混輸泵；3水合物開采井；4氣孔設(shè)置處；5注熱管道；6回流管道；7采氣管道；8采氣孔。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和技術(shù)方案，進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實施方式。

一種傾斜井海洋天然氣水合物開采方法，步驟如下：

(1)如圖1所示，根據(jù)水合物儲層長度設(shè)置三個相同間距的開采井，兩開采井之間隔W。確定豎直井的位置，水合物儲層的傾斜角度為α，厚度為H，則傾斜井長度傾斜角為若水合物儲層下方有游離氣層，傾斜井可穿透水合物儲層延伸至該游離氣層。

(2)鉆井，使用低溫泥漿在水合物蓋層中鉆豎直井穿入水合物儲層，使用定向鉆井工具按預(yù)定的方向和距離鉆傾斜井。

(3)下防水套管(注熱管道、回流管道、采氣管道)，在套管外安置監(jiān)測裝備。

(4)在豎直井和傾斜井前端套管與地層之間注入水泥，形成蓋層，固定套管。

(5)通過降壓和注熱相結(jié)合的方式進(jìn)行天然氣水合物開采。由于水合物儲層下方無游離氣，需先通過外管注入高溫蒸汽破壞天然氣水合物相平衡使天然氣水合物分解；使用氣液混輸泵從內(nèi)管中將天然氣水合物層中分解形成的天然氣、水抽離，使儲層壓力下降，天然氣水合物進(jìn)一步分解。將傳到地面的氣液混合物進(jìn)行氣液分離并將分離后的天然氣儲存起來。

以上實施例是本發(fā)明具體實施方式的一種，本領(lǐng)域技術(shù)人員在本技術(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。