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专利号: 2023106903769
申请人: 北部湾大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.用于开采天然气水合物的逆向三水平井井网结构,其特征是,包括多个三水平井井组,各三水平井井组沿注入井(10)呈放射状均匀布置;每个三水平井井组均由生产井(3)、注热分支井(2)和排砂井(1)构成,其中生产井(3)包括生产竖直段(301)和生产水平段(302),注热分支井(2)包括注热造斜段(201)和注热分支水平段(202),排砂井(1)包括排砂竖直段(101)和排砂水平段(102),所述生产水平段(302)、注热分支水平段(202)和排砂水平段(102)均位于天然气水合物储层(5)中,所述生产水平段(302)靠近上覆岩层(4),排砂水平段(102)靠近下覆岩层(6),注热分支水平段(202)位于生产水平段(302)和排砂水平段(102)之间;所述三水平井井组中的注热分支井(2)均与注入井(10)连通;

在每个三水平井井组中,所述生产水平段(302)、注热分支水平段(202)以及排砂水平段(102)的井壁上沿长度方向均匀间隔的设置有若干隔热管组,各个隔热管组由一根设置于生产水平段(302)上的隔热管(7)、一根设置于注热分支水平段(202)上的隔热管(7)以及一根设置于排砂水平段(102)上的隔热管组成,同一隔热管组中的隔热管(7)上下对齐;在生产水平段(302)、注热分支水平段(202)以及排砂水平段(102)的井壁上未设置隔热管(7)的部分设置有开孔(9)。

2.根据权利要求1所述的用于开采天然气水合物的逆向三水平井井网结构,其特征是,所述生产水平段(302)的延伸方向和排砂水平段(102)的延伸方向相同,注热分支水平段(202)的延伸方向与之反向。

3.根据权利要求1或2所述的用于开采天然气水合物的逆向三水平井井网结构,其特征是,所述开孔(9)在生产水平段(302)、注热分支水平段(202)或排砂水平段(102)的井壁上沿井壁长度方向上间隔分布,同时沿井壁周向均匀分布。

4.根据权利要求1或2所述的用于开采天然气水合物的逆向三水平井井网结构,其特征是,所述开孔(9)的口径为天然气水合物储层(5)中最大砂粒半径的2倍以上。

5.利用权利要求1~4中任一项所述逆向三水平井井网结构开采天然气水合物的方法,包括以下步骤:

1)分别向各三水平井井组中的生产井(3)、注热分支井(2)和排砂井(1)注入热流体,在相应三水平井井组中的生产井(3)、注热分支井(2)和排砂井(1)内部进行热循环,热流体经生产井(3)、注热分支井(2)和排砂井(1)上的开孔(9)向外扩散,通过持续热循环,在包括生产水平段(302)、注热分支水平段(202)和排砂水平段(102)上开孔(9)位置相应的同一竖直区域内形成上下联通的热腔体(8);

2)在形成上下联通的热腔体(8)后,停止向生产井(3)和排砂井(1)注入热流体,继续向注热分支井(2)注入蒸汽或热流体以溶解天然气水合物,溶解后的天然气经生产井(3)产出,而天然气水合物溶解后产生的水和砂粒由排砂井(1)排出;通过控制注热分支井(2)中注入热流体的温度及压力来控制生产井(3)中产出物的流量;

3)当天然气水合物开采至预期或开采完后,先向各三水平井井组中的生产井(3)、注热分支井(2)和排砂井(1)注入水,注满后再向生产井(3)、注热分支井(2)和排砂井(1)注入水泥或支撑剂,完成井网的封堵。

6.利用权利要求5所述逆向三水平井井网结构开采天然气水合物的方法,还包括以下步骤:

4)将封堵后的井网重新打通,在各三水平井井组的生产水平段(302)、注热分支水平段(202)以及排砂水平段(102)上设置隔热管组的相应位置处进行射孔,完成后继续步骤1)至步骤3),直至将天然气水合物开采完毕。