【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于天然氣水合物開采，具體是一種基于再生混凝土骨料的天然氣水合物儲(chǔ)層改造方法。
技術(shù)介紹
1、天然氣水合物是由一個(gè)基于氫鍵連接的水分子骨架包圍著一個(gè)客體天然氣分子形成的籠型化合物，常見于陸地的永久凍土區(qū)和海底淺層沉積物中。由于其具有較高的能量密度、可觀的儲(chǔ)量和燃燒清潔的特點(diǎn)，其被視為可替代傳統(tǒng)化石燃料的新型能源。
2、目前，海域天然氣水合物還未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化開采，主要原因在于開采技術(shù)的不成熟。常規(guī)的原位水合物開采方法有降壓法、熱激法、注抑制劑法和co2置換法。降壓法是通過將天然氣水合物儲(chǔ)層的壓力降低到平衡壓力以下來分解天然氣水合物。然而，天然氣水合物的分解是一個(gè)吸熱的過程，降壓法并不能為水合物的解離提供熱量，容易造成井壁結(jié)冰和二次生成水合物的問題，嚴(yán)重降低產(chǎn)氣效率。熱激法是通過將天然氣水合物儲(chǔ)層溫度升高到水合物平衡溫度以上來打破天然氣水合物的穩(wěn)定狀態(tài)，但這種方法不僅加熱了水合物，而且更多的熱量都被沉積物、黏土和底層水吸收，能量利用效率低下。注抑制劑法是通過注入化學(xué)抑制劑將天然氣水合物的相平衡曲線轉(zhuǎn)移到高壓和低溫，使得水合物在當(dāng)下儲(chǔ)層內(nèi)變得不穩(wěn)定，但考慮到化學(xué)試劑的費(fèi)用高且會(huì)引起環(huán)境污染，此種方法只停留在實(shí)驗(yàn)階段。co2置換法是利用二氧化碳水合物和天然氣水合物相平衡特點(diǎn)的差異，在向儲(chǔ)層注入二氧化碳的過程中，誘導(dǎo)二氧化碳水合物的生成從而置換出甲烷氣體，其優(yōu)勢(shì)主要在于開采的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的封存，但置換效率低下不適合商業(yè)化開采。這四種常規(guī)的原位水合物開采方法只關(guān)注了水合物的原位分解，并未考慮分解后的氣體采集
3、受非常規(guī)能源開采的啟發(fā)，研究員們開始采用體積壓裂的方法來強(qiáng)化開采水合物。水力壓裂法是天然氣水合物儲(chǔ)層改造的常規(guī)方法，其形成的裂縫對(duì)流體的運(yùn)移提供了有效路徑。不僅具有高滲透性，便于氣體進(jìn)入井筒，而且顯著增加了天然氣水合物儲(chǔ)層的單井產(chǎn)氣量。因此，如果將此種方法與常規(guī)水合物開采方法結(jié)合，有望獲得可觀的產(chǎn)氣量。但是，水合物的分解會(huì)造成儲(chǔ)層的內(nèi)聚力流失，導(dǎo)致其抗剪強(qiáng)度降低，這種情況下會(huì)造成裂縫的坍塌，儲(chǔ)層改造失去效果。
4、現(xiàn)有的水力壓裂造縫技術(shù)在天然氣水合物增產(chǎn)方面的應(yīng)用還存在問題，需構(gòu)建不僅能夠促進(jìn)水合物原位分解還能提供穩(wěn)定的高滲流通道的改造方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)實(shí)施例要解決的技術(shù)問題是提供一種基于再生混凝土骨料的天然氣水合物儲(chǔ)層改造方法。
2、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供了如下技術(shù)方案：一種基于再生混凝土骨料的天然氣水合物儲(chǔ)層改造方法，所述方法包括：
3、將較低粘度的壓裂液泵入井下形成裂縫，進(jìn)行造縫作業(yè)；
4、造縫作業(yè)所形成的裂縫達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，將中等粘度的壓裂液和小粒徑的再生混凝土骨料混合成的漿液泵入井下；
5、待再生混凝土骨料運(yùn)移到主裂縫端部時(shí)，逐漸增大壓裂液的粘度，增大再生混凝土骨料的填充量并逐漸加大再生混凝土骨料的粒徑大小；
6、待再生混凝土骨料的注入量以及粒徑大小達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，停止充填作業(yè)，進(jìn)行壓裂液破膠反排和二氧化碳注入置換開采天然氣水合物作業(yè)。
7、開采完成后，向井下回填高滲透的再生骨料并注入二氧化碳。
8、作為再進(jìn)一步的改進(jìn)方案：還包括:
9、設(shè)置海上鉆井平臺(tái)，向海底表面鉆井并布設(shè)套管，在儲(chǔ)層中部鉆井形成水平井，然后完成固井工作。
10、作為再進(jìn)一步的改進(jìn)方案：所述將壓裂液泵入井下形成裂縫，進(jìn)行造縫作業(yè)步驟包括：
11、將較低粘度的壓裂液以快流速泵入地下以產(chǎn)生主裂縫；
12、逐漸加大壓裂液的粘度泵入地下用于保持主裂縫的持續(xù)張開和繼續(xù)擴(kuò)張。
13、作為再進(jìn)一步的改進(jìn)方案：所述壓裂液包括稠化劑0.15％-0.5％，交聯(lián)劑0.05％-0.1％，破膠劑0.2％-0.5％，表面活性劑1％-2％，黏土穩(wěn)定劑3％-5％，低溫激活劑0.05％-0.3％，阻垢劑0.15％-0.5％，殺菌劑0.05％-0.1％，水合物抑制劑0.5％-1％，其余為海水。
14、作為再進(jìn)一步的改進(jìn)方案：用于造縫的壓裂液粘度范圍為50-200mpa·s。
15、作為再進(jìn)一步的改進(jìn)方案：壓裂液和再生混凝土骨料混合漿液中壓裂液粘度范圍為200-500mpa·s。
16、作為再進(jìn)一步的改進(jìn)方案：二氧化碳注入濃度為90vol％-98vol％。
17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：采用再生混凝土骨料作為改造材料，注入二氧化碳使其與骨料發(fā)生碳化反應(yīng)，利用碳化反應(yīng)放熱的性質(zhì)促進(jìn)水合物的分解，碳化后骨料強(qiáng)度提高硬度增加，可作為儲(chǔ)層的支撐。且再生混凝土骨料的多孔性也提供了開采所需的滲流通道。開采結(jié)束后，骨料碳化反應(yīng)結(jié)束不在放熱，繼續(xù)通入二氧化碳生成二氧化碳水合物與再生骨料的混合物，不僅穩(wěn)固了儲(chǔ)層還防止了氣體的泄露，也實(shí)現(xiàn)了二氧化碳的封存。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于再生混凝土骨料的天然氣水合物儲(chǔ)層改造方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于再生混凝土骨料的天然氣水合物儲(chǔ)層改造方法，其特征在于，還包括:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于再生混凝土骨料的天然氣水合物儲(chǔ)層改造方法，其特征在于，所述將壓裂液泵入井下形成裂縫，進(jìn)行造縫作業(yè)步驟包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于再生混凝土骨料的天然氣水合物儲(chǔ)層改造方法，其特征在于，所述壓裂液包括稠化劑0.15％-0.5％，交聯(lián)劑0.05％-0.1％，破膠劑0.2％-0.5％，表面活性劑1％-2％，黏土穩(wěn)定劑3％-5％，低溫激活劑0.05％-0.3％，阻垢劑0.15％-0.5％，殺菌劑0.05％-0.1％，水合物抑制劑0.5％-1％，其余為海水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于再生混凝土骨料的天然氣水合物儲(chǔ)層改造方法，其特征在于，用于造縫的壓裂液粘度范圍為50-200mpa·s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于再生混凝土骨料的天然氣水合物儲(chǔ)層改造方法，其特征在于，壓裂液和再生混凝土骨料混合漿液中壓裂
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于再生混凝土骨料的天然氣水合物儲(chǔ)層改造方法，其特征在于，二氧化碳注入濃度為90vol％-98vol％。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于再生混凝土骨料的天然氣水合物儲(chǔ)層改造方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于再生混凝土骨料的天然氣水合物儲(chǔ)層改造方法，其特征在于，還包括:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于再生混凝土骨料的天然氣水合物儲(chǔ)層改造方法，其特征在于，所述將壓裂液泵入井下形成裂縫，進(jìn)行造縫作業(yè)步驟包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于再生混凝土骨料的天然氣水合物儲(chǔ)層改造方法，其特征在于，所述壓裂液包括稠化劑0.15％-0.5％，交聯(lián)劑0.05％-0.1％，破膠劑0.2％-0.5％，表面活性劑1％-2％，黏土穩(wěn)定劑3％-5％，低溫激活劑...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王磊，閆先杰，于佳浩，武朝然，蘭景巖，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：燕山大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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