一種天然氣水化物開采裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種天然氣水化物開采裝置，包括井眼系統、注入系統、以及開采系統；所述井眼系統包括井口裝置、以及用于改變介質流向及通過介質種類的三通閥門、以及井口裝置上設置的采氣管柱和操作管柱；操作管柱下緣低于所述采氣管柱下緣；三通閥門的三個端口分別通過主干管線與所述井眼系統、注入系統以及開采系統連接；注入系統包括酸液注入單元、堿液注入單元以及壓裂液注入單元。本實用新型利用壓裂液注入單元拓展了產出通道，并可將酸、堿液注入到儲層，基于酸堿中和放熱原理，利用鉆井液和酸化液的濃縮液中和放熱，并綜合其他開采方法一并使用，可提高開采效率，降低開采成本。
【專利說明】
一種天然氣水化物開采裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于石油天然氣鉆探設備技術領域，尤其是涉及一種天然氣水化物開采裝置。
【背景技術】
[0002]隨著經濟發展對能源需求量的增長，油氣開發領域的不斷擴展，現今可靠供給的常規油氣成為一種越來越少的資源。能源開發已不得不從常規油氣開發轉向非常規油氣開發，非常規油氣的種類較多，儲量與開采難度各不相同，天然氣水化物就是其中一種新型能源。據估算，全世界范圍內作為天然氣水化物束縛的甲烷量至少有10萬億噸，因此天然氣水化物具有廣闊前景和發展空間。目前，天然氣水化物的開采方法主要包括熱激發，降壓法，注化學藥劑法，二氧化碳置換法及固體開采法，由于天然氣水化物的特殊屬性，要使天然氣脫離水分子束縛往往周期長，且伴隨大量熱量損失，開采效率低，成本高。目前，常規油氣開采往往伴隨大量各類鉆井完井液的廢棄，不僅增加開采成本和處理成本，同時易污染環境。

【發明內容】

[0003]有鑒于此，本實用新型旨在提出一種天然氣水化物開采裝置，避免了大量的井液廢棄，降低開采成本和處理成本，同時減少了對環境污染。
[0004]為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的:
[0005]—種天然氣水化物開采裝置，包括用于連接儲層和地面的井眼系統、用于注入壓裂液壓裂產層的注入系統、以及用于天然氣降壓開采的開采系統;所述井眼系統包括井口裝置、以及用于改變介質流向及通過介質種類的三通閥門、以及井口裝置上設置的采氣管柱和操作管柱;所述操作管柱下緣低于所述采氣管柱下緣;所述三通閥門的三個端口分別通過主干管線與所述井眼系統、注入系統以及開采系統連接;所述注入系統包括酸液注入單元、堿液注入單元以及壓裂液注入單元。
[0006]進一步，所述井口裝置下方連接有立管柱，該立管柱外側設有套管，在所述立管柱與所述套管之間設有封隔器;所述套管底端設有套管鞋。
[0007]進一步，所述三通閥門與所述井口裝置之間的主干管線上安裝有壓力計和溫度
i+o
[0008]進一步，所述酸液注入單元包括通過次干管線與所述三通閥門連接的酸液儲液罐，所述酸液儲液罐與所述三通閥門之間設有液體流量計。
[0009]進一步，所述堿液注入單元包括通過次干管線與所述三通閥門連接的堿液儲液罐，所述堿液儲液罐上連接有儲氣罐;在所述堿液儲液罐與所述三通閥門之間設有液體流量計。
[0010]進一步，所述壓裂注入單元包括通過次干管線與三通閥門連接的壓裂液儲液罐，在壓裂液儲液罐與所述三通閥門之間設有加壓栗和液體流量計。
[0011 ]進一步，所述開采系統包括通過次干管線與所述三通閥門連接的氣液分離罐;所述氣液分離罐上連接有輸氣管線和儲液罐，且在所述氣液分離罐與所述三通閥門之間設有卸壓裝置。
[0012]相對于現有技術，本實用新型具有以下優勢:
[0013]本天然氣水化物開采裝置設置的注入系統包括酸液注入單元、堿液注入單元以及壓裂液注入單元，通過壓裂液注入單元拓展了產出通道，并可將酸、堿液注入到儲層，基于酸堿中和放熱原理，利用鉆井液和酸化液的濃縮液中和放熱，并綜合其他開采方法一并使用，可提高開采效率，降低開采成本。
【附圖說明】

[0014]構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0015]圖1為本實用新型的裝置系統示意圖。
[0016]附圖標記說明:
[0017]1-井口裝置;2-三通閥門；3-采氣管柱;4-操作管柱;5-主干管線;6_立管柱;7_套管;8-封隔器;9-管鞋；10-次干管線；11-酸液儲液罐；12-堿液儲液罐；13-儲氣罐；14-壓裂液儲液罐;15-加壓栗;16-氣液分離罐;17-輸氣管線；18-儲液罐;19-卸壓裝置;20-儲層。
【具體實施方式】
[0018]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0019]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0020]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0021]下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。
[0022]—種天然氣水化物開采裝置，如圖1所示，包括用于連接儲層和地面的井眼系統、用于注入壓裂液壓裂產層的注入系統、以及用于天然氣降壓開采的開采系統;所述井眼系統包括井口裝置1、以及用于改變介質流向及通過介質種類的三通閥門2、以及井口裝置I上設置的采氣管柱3和操作管柱4;所述操作管柱4下緣低于所述采氣管柱3下緣;所述三通閥門2的三個端口分別通過主干管線5與所述井眼系統、注入系統以及開采系統連接;所述注入系統包括酸液注入單元、堿液注入單元以及壓裂液注入單元。操作管柱4下緣低于所述采氣管柱3下緣，注入液體能順利流入儲層，確保置換出來的天然氣能順利的經采氣管柱3排出。
[0023]其中，所述井口裝置I下方連接有立管柱6，該立管柱6外側設有套管7，在所述立管柱6與所述套管7之間設有封隔器8;所述套管7底端設有套管鞋9，結構布置合理，穩固可靠。
[0024]其中，所述三通閥門2與所述井口裝置I之間的主干管線5上安裝有壓力計和溫度計，可以實時監控天然氣壓力和溫度。
[0025]其中，所述酸液注入單元包括通過次干管線10與所述三通閥門2連接的酸液儲液罐11，所述酸液儲液罐11與所述三通閥門2之間設有液體流量計。
[0026]其中，所述堿液注入單元包括通過次干管線10與所述三通閥門2連接的堿液儲液罐12，所述堿液儲液罐12上連接有儲氣罐13;在所述堿液儲液罐12與所述三通閥門2之間設有液體流量計。
[0027]其中，所述壓裂注入單元包括通過次干管線10與所述三通閥門2連接的壓裂液儲液罐14，在壓裂液儲液罐14與所述三通閥門2之間設有加壓栗15和液體流量計。
[0028]其中，所述開采系統包括通過次干管線10與所述三通閥門2連接的氣液分離罐16;所述氣液分離罐16上連接有輸氣管線17和儲液罐18，且在所述氣液分離罐16與所述三通閥門2之間設有卸壓裝置19，由于設置了卸壓裝置19，因此，能夠實現降壓開采天然氣，開采效率高，成本低。
[0029]—種應用上述天然氣水化物開采裝置的開采方法，包括如下步驟:
[0030]①建立天然氣水化物的開發井眼，具體的方法是:在天然氣水化物藏區鉆垂直井眼，在鉆至儲層上方1m處時，停鉆下套管7并固井，而后鉆至儲層下端上方5m處停鉆，下入操作管柱4與采氣管柱3，裸眼完井。
[0031]②關閉采氣管柱3，開啟操作管柱4，啟動加壓栗15，將壓裂液儲液罐14內壓裂液增壓至40MPa，將壓裂液注入儲層20，通過液體流量計監控壓裂液注入量，實現壓裂作業，形成裂縫。
[0032]③開啟儲氣罐13，將儲氣罐13內的二氧化碳氣體注入堿液儲液罐11，將酸液儲液罐11內的酸液注入儲層20，通過液體流量計監控酸液注入量，完成酸液注入。
[0033]④完成酸液注入后，將堿液儲液罐12內的堿液注入儲層，通過液體流量計監控堿液注入量，完成堿液注入后，關閉操作管柱。
[0034]⑤關井1-3天，待酸堿中和放熱激發儲層內天然氣水化物，并釋出二氧化碳氣體實現天然氣置換后，開啟采氣管柱3和卸壓裝置19。天然氣經過主干管線5和次干管線10，到達氣液分離罐16進行分離，產出水進入儲液罐18，天然氣通過輸氣管線17輸出。
[0035]⑥檢測壓力計，當產出天然氣壓力下降至起始壓力的30%以下時，停止采氣，并重復步驟②-⑤，同時加大酸液與堿液的注入量以持續激發產能。
[0036]本天然氣水化物開采裝置設置的注入系統包括酸液注入單元、堿液注入單元以及壓裂液注入單元，通過壓裂液注入單元拓展了產出通道，并可將酸、堿液注入到儲層，基于酸堿中和放熱原理，利用鉆井液和酸化液的濃縮液中和放熱，并綜合其他開采方法一并使用，開采效率高，開采成本低。
[0037]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種天然氣水化物開采裝置，其特征在于:包括用于連接儲層和地面的井眼系統、用于注入壓裂液壓裂產層的注入系統、以及用于天然氣降壓開采的開采系統;所述井眼系統包括井口裝置、以及用于改變介質流向及通過介質種類的三通閥門、以及井口裝置上設置的采氣管柱和操作管柱;所述操作管柱下緣低于所述采氣管柱下緣;所述三通閥門的三個端口分別通過主干管線與所述井眼系統、注入系統以及開采系統連接;所述注入系統包括酸液注入單元、堿液注入單元以及壓裂液注入單元。2.根據權利要求1所述的一種天然氣水化物開采裝置，其特征在于:所述井口裝置下方連接有立管柱，該立管柱外側設有套管，在所述立管柱與所述套管之間設有封隔器;所述套管底端設有套管鞋。3.根據權利要求1所述的一種天然氣水化物開采裝置，其特征在于:所述三通閥門與所述井口裝置之間的主干管線上安裝有壓力計和溫度計。4.根據權利要求1所述的一種天然氣水化物開采裝置，其特征在于:所述酸液注入單元包括通過次干管線與所述三通閥門連接的酸液儲液罐，所述酸液儲液罐與所述三通閥門之間設有液體流量計。5.根據權利要求1所述的一種天然氣水化物開采裝置，其特征在于:所述堿液注入單元包括通過次干管線與所述三通閥門連接的堿液儲液罐，所述堿液儲液罐上連接有儲氣罐；在所述堿液儲液罐與所述三通閥門之間設有液體流量計。6.根據權利要求1所述的一種天然氣水化物開采裝置，其特征在于:所述壓裂注入單元包括通過次干管線與所述三通閥門連接的壓裂液儲液罐，在壓裂液儲液罐與所述三通閥門之間設有加壓栗和液體流量計。7.根據權利要求1所述的一種天然氣水化物開采裝置，其特征在于:所述開采系統包括通過次干管線與所述三通閥門連接的氣液分離罐;所述氣液分離罐上連接有輸氣管線和儲液罐，且在所述氣液分離罐與所述三通閥門之間設有卸壓裝置。
【文檔編號】E21B43/00GK205714119SQ201620400764
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月5日
【發明人】張耕培, 劉音, 周俊然, 王益山, 范永濤, 楊曉勇
【申請人】中國石油集團渤海鉆探工程有限公司