海域非成巖和成巖天然氣水合物流化試采方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源油氣資源開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種海域非成巖和成巖天然氣水合物流化試采方法。
【背景技術(shù)】
[0002]天然氣水合物是甲烷等烴類氣體或揮發(fā)性液體與水在高壓低溫條件下形成的白色結(jié)晶狀“籠形化合物”(Clathrate)，外表像冰，一點就燃，因此被稱為“可燃冰”。高密度、高熱值、分布廣是天然氣水合物的顯著特點，通常一單位體積的天然氣水合物分解可產(chǎn)生164-180單位體積的甲烷氣體。世界各國圍繞北極和深海天然氣水合物勘探和鉆探成果初步證實，天然氣水合物資源主要分布在北極凍土帶、印度洋、太平洋、北冰洋、大西洋等沿海大陸架300米-3000米水深的深水區(qū)，初步估計其資源量為常規(guī)油氣的近百倍，其中約95%儲存在深海區(qū)域，天然氣水合物有可能成為繼頁巖氣、煤層氣、油砂等之后的又一儲量巨大的接替能源。
[0003]海上天然氣水合物主要分布在聚合大陸邊緣大陸坡、被動大陸邊緣大陸坡、海山、內(nèi)陸海及邊緣海深水盆地和海底擴張盆地內(nèi)、滿足天然氣水合物生成溫壓條件的表層沉積物或沉積巖中，也可散布于洋底以顆粒狀出現(xiàn)。目前發(fā)現(xiàn)的水合物主要以四種形態(tài)存在:砂巖型、砂巖裂隙型、細粒裂隙型水合物、分散型水合物。
[0004]針對砂巖型水合物常用的流化試采方法主要包括降壓法、注熱法、注化學(xué)劑、C02置換法，如在海上實施試采則需要動用深水浮式鉆井裝備和常規(guī)深水測試裝備，如深水半潛式平臺、深水隔水管、水下防噴器、水下采油樹、水下測試樹和地面處理流程，投資大，給試采技術(shù)驗證帶來實際財政困難；2013年3月12日，日本在其近海愛知海1200米水深、海底約300米儲層采用常規(guī)鉆井機具和降壓法，成功進行了海上天然氣水合物藏第一次生產(chǎn)測試，初步證實了海上試采技術(shù)的可行性，但6天海上試驗由于技術(shù)和經(jīng)費問題暫時停止；因此安全、經(jīng)濟、高效開發(fā)水合物技術(shù)沒有根本突破。
[0005]同時目前細粒裂隙型水合物、分散型水合物總量大，占整體水合物資源的約80%，但由于具有埋深淺、膠結(jié)性差等特點，無法采用上述方法進行試采作業(yè)。
[0006]綜上所述，無論是膠結(jié)較好的成巖水合物，還是膠結(jié)較差的非成巖水合物，在國內(nèi)外研究技術(shù)中安全、高效開采技術(shù)沒有根本突破，常規(guī)試采工程設(shè)備復(fù)雜、投資大，迫切需要一種簡易的試采技術(shù)測試方法和工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種所需設(shè)施簡單、具有良好經(jīng)濟效益的用于開采海上非成巖或成巖天然氣水合物的流化試采方法。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]—種海域非成巖和成巖天然氣水合物流化試采方法，包括步驟:依托海上浮式鉆井裝置，在試采區(qū)域鉆測試井與取樣井，利用所述測試井實施測井作業(yè)，判斷天然氣水合物層位；移動海上浮式鉆井裝置到所述取樣井井位，利用鉆桿鉆進至所述天然氣水合物層位頂部并取樣后，通過流化措施流化所述天然氣水合物；利用所述鉆桿和所述鉆桿與連續(xù)油管之間的環(huán)形通道建立流化后的天然氣水合物-水多相流體的上升通道，以將所述多相流體上返至所述海上浮式鉆井裝置進行試采或測試。
[0010]本發(fā)明的海域非成巖和成巖天然氣水合物流化試采方法，優(yōu)選的，所述試采方法中天然氣水合物取樣與試采步驟在海上同步進行，在進行試采時，所述取樣井轉(zhuǎn)化為試采井。
[0011]本發(fā)明的海域非成巖和成巖天然氣水合物流化試采方法，優(yōu)選的，在深部天然氣水合物層，通過鉆桿直接造斜鉆到天然氣水合物層頂部并取樣后，利用所述流化措施流化所述天然氣水合物，循環(huán)上返所述天然氣水合物進行流化試采。
[0012]本發(fā)明的海域非成巖和成巖天然氣水合物流化試采方法，優(yōu)選的，在淺部天然氣水合物層，移動所述海上浮式鉆井裝置遠離天然氣水合物層合理位置，鉆完表層后，打一水泥塞，待所述水泥塞凝固后，以所述水泥塞為造斜點造斜鉆至天然氣水合物層頂部并取樣，之后利用所述流化措施流化所述天然氣水合物，循環(huán)上返所述天然氣水合物進行流化試米。
[0013]本發(fā)明的海域非成巖和成巖天然氣水合物流化試采方法，優(yōu)選的，所述海上浮式鉆井裝置為深水鉆井平臺、深水勘察船或多功能支持船。
[0014]本發(fā)明的海域非成巖和成巖天然氣水合物流化試采方法，優(yōu)選的，所述流化措施包括利用連續(xù)油管高壓噴射、反復(fù)擴眼鉆進或移動浮式鉆井裝置造斜鉆進。
[0015]本發(fā)明的海域非成巖和成巖天然氣水合物流化試采方法，優(yōu)選的，所述海上浮式鉆井裝置為具有包括電阻率和γ射線在內(nèi)的基本測井裝備、對上返至海面的所述多相流體進行收集和后期處理的分離處理設(shè)備以及控制所述環(huán)形通道內(nèi)壓力的壓力控制系統(tǒng)的海上浮式鉆井裝置。
[0016]本發(fā)明的海域非成巖和成巖天然氣水合物流化試采方法，優(yōu)選的，在淺部天然氣水合物層鉆進過程中，當(dāng)鉆桿鉆至測井異常水合物層位后，下入EDP/LRP和連續(xù)油管提升架作為鉆桿不再前進的標志，而連續(xù)油管繼續(xù)鉆進，鉆進深度在地震解釋BSR上方。
[0017]本發(fā)明的海域非成巖和成巖天然氣水合物流化試采方法，優(yōu)選的，還包括通過所述連續(xù)油管注熱、注劑或降壓將天然氣水合物進行分解，進行吞吐或循環(huán)吞吐測試的步驟。
[0018]本發(fā)明的海域非成巖和成巖天然氣水合物流化試采方法，優(yōu)選的，所述海上浮式鉆井裝置上還具有火炬燃燒系統(tǒng)，所述分離處理設(shè)備處理后的天然氣進入所述火炬燃燒系統(tǒng)燃燒。
[0019]本發(fā)明的海域非成巖和成巖天然氣水合物流化試采方法，優(yōu)選的，建立所述多項流體上返的上返通道的步驟包括:鉆進至天然氣水合物層頂部；下入EDP/LRP和連續(xù)油管提升架組合；接連續(xù)油管防噴器組、接連續(xù)油管高壓泥漿管線、接連續(xù)油管注入頭、對連續(xù)油管防噴器及高壓泥漿管線進行試壓；接連續(xù)油管鉆進循環(huán)系統(tǒng)、組合連續(xù)油管、馬達、鉆頭和鉆具組合；在鉆桿內(nèi)下入連續(xù)油管鉆具組合至水合物儲層頂部位置，繼續(xù)鉆進水合物層；循環(huán)建立鉆桿與連續(xù)油管組合開采通道。
[0020]本發(fā)明的海域非成巖和成巖天然氣水合物流化試采方法，優(yōu)選的，還包括降壓試采的步驟，通過調(diào)節(jié)地面連續(xù)油管防噴裝置的翼閥開度，降低所述環(huán)形通道內(nèi)的壓力，使所述天然氣水合物發(fā)生自分解進行試采。
[0021]本發(fā)明的海域非成巖和成巖天然氣水合物流化試采方法，優(yōu)選的，還包括步驟:通過所述測試井向所述試采井注入水、注入熱或化學(xué)藥劑，使所述天然氣水合物層位發(fā)生分解并進行驅(qū)替測試。
[0022]本發(fā)明的海域非成巖和成巖天然氣水合物流化試采方法，優(yōu)選的，對天然氣水合物儲層，選擇海水為鉆井液，使用連續(xù)油管鉆進流化天然氣水合物，使所述天然氣水合物從鉆桿和連續(xù)油管之間的環(huán)形通道上返至所述海上浮式鉆井裝置。
[0023]本發(fā)明的海域非成巖和成巖天然氣水合物流化試米方法，優(yōu)選的，在試米區(qū)域分布一口或多口監(jiān)測井以監(jiān)測所述天然氣水合物層在試采過程中的壓力變化。
[0024]本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明是依