卤族酸液与可溶碳酸盐反应辅助水合物开采方法

摘要

本发明提供了一种卤族酸液与可溶碳酸盐反应辅助水合物开采方法，步骤为：a、首先对水合物地层进行排水降压法开采；b、当采用排水降压法出现水合物地层产气量明显减小不能满足工业产气量要求时，从注入井或压裂井内注入卤族酸液，直至排水井内液体出现酸化现象时停止；c、从注入井或压裂井内注入可溶碳酸盐溶液，直至排水井内液体呈中性时停止；d、重复步骤a、b和c。卤族酸液能够使地层中可溶于酸的阻塞物溶解，增加地层的渗透率，有利于水合物分解后游离甲烷气体从开采井排出；又向地层内注入可溶碳酸盐溶液，可溶碳酸盐溶液与地层内的卤族酸液发生放热化学反应，反应产生的热量能够促进地层内水合物的分解。

说明书

技术领域

本发明公开一种天然气水合物开采的方法，该方法广泛适用于各类含天然气水合物地层的天然气水合物开采作业。

背景技术

天然气水合物由于其较大的储量被作为未来的清洁能源而受到广泛的关注。采用合理的技术手段使地层中水合物分解为游离甲烷气体是实现天然水合物开采的关键技术。由于天然气水合物在合适的温度和压力条件下能够稳定存在，因此，如何打破含天然气水合物地层的原位温度和压力状态是实现原位天然气水合物分解的主要技术问题。目前，开采天然气水合物的方法主要有地层降压法开采，注入二氧化碳置换法开采和热激法开采。在采用降压法开采过程中，存在随着地层中水合物分解，含水合物地层温度不断下降，由于水合物自身存在“自保护效应”，以及地层较低温度致使水合物达到新的稳定平衡，导致地层水合物分解速率不断降低并可能最终停止分解的问题；而采用二氧化碳置换方法中，由于置换形成的二氧化碳水合物存在包裹天然气水合物，会造成被包裹的天然气水合物无法进一步分解，最终导致天然气水合物无法分解的问题；在采用热激法时，由于加注的热蒸汽或其他热流体只能高效的将热量传递给近井周围的水合物地层，而要使离加热井较远的地层中水合物分解时，需消耗大量的热能，存在天然气水合物开采经济性差等问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明提供了一种卤族酸液与可溶碳酸盐反应辅助水合物开采方法，该方法大幅提高天然气水合物的开采效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

卤族酸液与可溶碳酸盐反应辅助水合物开采方法，该方法包括如下步骤：

a、首先对水合物地层进行排水降压法开采，在能够满足工业产气的条件下，使在应用排水降压法开采能够分解的水合物尽量分解；

b、当采用排水降压法出现水合物地层产气量明显减小不能满足工业产气量要求时，从注入井或压裂井内注入卤族酸液，直至排水井内液体出现酸化现象时停止注入卤族酸液；

c、从注入井或压裂井内注入可溶碳酸盐溶液，直至排水井内液体呈中性时停止注入；

d、重复a、b和c三个步骤，实现天然气水合物地层的稳定分解和高产。

本发明的技术效果是：本发明提供卤族酸液与可溶碳酸盐反应辅助水合物开采方法中，首先注入地层的卤族酸液能够使地层中可溶于酸的阻塞物溶解，增加地层的渗透率，有利于水合物分解后游离甲烷气体从开采井排出；本发明在往地层内首先注入卤族酸液后，又向地层内注入可溶碳酸盐溶液，可溶碳酸盐溶液与地层内的卤族酸液发生放热化学反应，反应产生的热量能够促进地层内水合物的分解；同时，可溶碳酸盐溶液与地层内的卤族酸液发生反应生成的二氧化碳可与地层中的天然气水合物发生置换反应，发生置换反应产生的热量进一步促进水合物的分解，可溶碳酸盐溶液与地层内的卤族酸液发生反应生成的卤盐能够提高水合物分解后生成水的盐度，降低地层水的凝固点，削弱地层天然气水合物自“保护效应”，促进地层水合物的分解。

具体实施方式

卤族酸液与可溶碳酸盐反应辅助水合物开采方法，在钻进接近煤层时，暂停钻进作业并向孔底通入低温流体，将钻孔前方目标煤层冷冻至取样深度，并通过地面钻杆下入绳索取芯钻具对冷冻煤层进行正常钻进的绳索取芯操作。

该方法具体包括如下步骤：

a、首先对水合物地层进行排水降压法开采，在能够满足工业产气的条件下，使在应用排水降压法开采能够分解的水合物尽量分解；

b、当采用排水降压法出现水合物地层产气量明显减小不能满足工业产气量要求时，从注入井或压裂井内注入卤族酸液，直至排水井内液体出现酸化现象时停止注入卤族酸液；

c、从注入井或压裂井内注入可溶碳酸盐溶液，直至排水井内液体呈中性时停止注入；

d、重复a、b和c三个步骤，实现天然气水合物地层的稳定分解和高产。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。