一种协同开发天然气、水溶气和天然气水合物的系统及方法

摘要

本发明属于天然气资源勘探开发领域，公开了一种协同开发天然气、水溶气和天然气水合物的系统及方法，包括了第一生产井组件、第二生产井组件、气水分离装置、高压泵组、集气罐，通过采用双管协同开发模式，用游离天然气的经济效益弥补水溶气藏较低的开采效益，用产出的高温地层水对天然气水合物进行加热开发，多余的产出水重新注入水溶气藏以保持其地层压力。该方法在经济上可行，并且能充分利用天然气资源，克服了传统深井式开采模式单一，气体资源浪费的情况。

说明书

技术领域

本发明属于天然气资源勘探开发领域，特别是一种协同开发天然气、水溶气和天然气水合物的系统及方法。

背景技术

三气叠置储层，即天然气水合物储层、天然气藏及水溶气藏纵向上叠置成藏，天然气在水溶气藏高温高压条件下由烃源岩分解产生，向上运移形成天然气藏，继续往上运移遇到海底高压地温条件而形成天然气水合物，现已证实为天然气资源海洋存在的基本形式，且广泛分布于海底，其中蕴含的天然气资源量非常丰富。因此，经济有效地开发该类天然气资源对于缓解全球能源危机、控制环境污染具有十分重要的意义。

目前，天然气水合物开发还处于初期探索阶段，水溶气藏作为非常规天然气资源由于开发效益差还未受到关注，单纯开发游离的天然气经济效益好，但是不能充分利用资源。另外，对于天然气水合物的开发普遍采用加热法，但是该方法热效率低、需大量热水资源，特别是对于海洋条件成本很高。水溶气藏天然气含量低，经济效益差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种协同开发天然气、水溶气和天然气水合物的系统及方法，以满足开采者对三气叠置储层合理开采。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明公开了一种协同开发天然气、水溶气和天然气水合物的系统及方法，包括了第一生产井组件、第二生产井组件、气水分离装置、高压泵组、集气罐，第一生产井组件和第二生产井组件均从海平面延伸至三气叠置储层，第一生产井组件通过输送管道与气水分离装置和集气罐连接，第二生产井组件通过输送管道与气水分离装置和高压泵组连接，气水分离装置通过输送管道与高压泵组和集气罐连接，输送管道上均设置有安全阀。

其中，第一生产井组件和第二生产井组件均包括有油管、套管、射孔和封隔器，油管外封套有套管，套管上开设有多组射孔，封隔器安装于油管与套管之间、位置位于天然气藏与水溶气藏分界线。

优选的，还包括有温压传感器，所述的温压传感器分布于套管外壁

本发明具有以下有益效果：

1.本发明通过采用双管协同开发模式，用游离天然气的经济效益弥补水溶气藏较低的开采效益，用产出的高温地层水对天然气水合物进行加热开发，多余的产出水重新注入水溶气藏以保持其地层压力。该方法在经济上可行，并且能充分利用天然气资源。

2.在合理实际的开采系统，增设了温压传感器分散于生产井外壁，可以实时对复杂变化的海层情况进行实时监测。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

主要组件符号说明:

1：油管，2：套管，3：射孔，4：封隔器，5：输送管道，6：安全阀，7：气水分离装置，8：高压泵组，9：集气罐，10：温压传感器

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，本发明公开了一种协同开发天然气、水溶气和天然气水合物的系统及方法，包括了第一生产井组件、第二生产井组件、气水分离装置7、高压泵组8、集气罐9和温压传感器10。第一生产井组件和第二生产井组件均包括油管1、套管2、射孔3和封隔器4。

安装过程：

第一生产井组件和第二生产井组件均从海平面延伸至三气叠置储层，依次穿过海水、天然气水合物储层、天然气藏和水溶气藏，第一生产井组件和第二生产井组件结构相近均包括有油管1、套管2、射孔3和封隔器4，油管1外封套有套管2，套管2上开设有多组射孔3，封隔器4安装于油管1与套管2之间、位置位于天然气藏与水溶气藏分界线，不同的是第一生产井组件中多组射孔3分别开设在天然气藏和水溶气藏，第二生产井组件中的多组射孔3分别开设在天然气水合物储层和水溶气藏，并且第一生产井组件中的套管2外设置有多个温压传感器10，分别对应天然气水合物储层、天然气藏和水溶气藏；第一生产井组件和第二生产井组件均从海平面延伸至三气叠置储层，第一生产井组件通过输送管道5与气水分离装置7和集气罐9连接，第二生产井组件通过输送管道5与气水分离装置7和高压泵组8连接，气水分离装置7通过输送管道5与高压泵组8和集气罐9连接，输送管道5上均设置有安全阀6。

工作原理：

天然气藏和水溶气藏的开发，从第一生产井组件产出的天然气经过输送管道5进入集气罐9，从油管1产出的气液混合物经过输送管道5进入气水分离装置7，完成气水的分离，分离后的天然气经过输送管道5进去集气罐9，分离后的地层水经过输送管道5进入高压泵组8进行增压，准备回注。

天然气水合物的开发，天然气水合物的开采采用注热水吞吐方式进行，分两小步：

1)注水阶段：高压泵组8增压的热水经地层水回注第二生产井组件中，并从射孔3注入天然气水合物储层，对天然气水合物进行加热分解；

2)采液阶段：天然气水合物经加热后分解成气液混合液，经套管2、射孔3、油管1及输送管道5进入气水分离装置7，完成气水分离收集或回注。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。