一种天然气水合物储层直增平采开采方法
技术领域
本发明涉及海域天然气水合物开采工艺的技术领域，特别是涉及一种天然气水合物储层直增平采开采方法。
背景技术
天然气水合物是由水与气体分子(以甲烷为主)在低温高压级气体浓度大于起溶解度条件下形成的貌似冰的结晶状固体物质，俗称“可燃冰”。依据科学家最新和较为保守的估算，全球海洋和陆地上已发现的天然气水合物矿藏所蕴藏的甲烷气体约为(1-5)×1015m3，超过全世界天然气的总储量。随着人类发展对能源需求的不断增加以及对环境气候的重视，天然气水合物被认为极有可能成为未来最有远景的新型清洁接替能源，所以引起了世界各国的广泛关注。
当前天然气水合物开采方法主要包括注热开采、降压开采、注化学药剂开采、置换开采等，其中注热开采注入热量利用率极低，开采效率低；注化学药剂开采费用昂贵，且运输不当试剂发生泄露，容易污染环境；置换开采反应缓慢，置换效率低等特点，不易广泛应用。目前，世界上主要的开采方法以降压法为主，但是由于降压法开采过程中，受储层孔渗性的影响，降压开采作用半径有限，往往出现初期产量高，而稳产效果差的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明公开一种天然气水合物储层直增平采开采方法，采用水平井降压开采，辅以直井增产的一种方法，通过建立若干高导流渗流区域，增加水平井降压开发波及体积，为水合物储层开发增产稳产和提高储量动用率提供一种有效的开采方法。
本发明的一种天然气水合物储层直增平采开采方法，包括以下步骤：
S1生产水平井钻井：结合水合物矿体横向和纵向展布特征，综合考虑生产水平井与相邻增产直井井距以及生产套管、防砂筛管和生产管柱的规格尺寸，优化井身结构和井眼轨迹，采用合适的钻具组合实施水平井钻进，并悬挂生产套管完井；
S2增产直井钻进、扩径、填砂和封井：所述增产直井位于生产水平井水平段井眼轴向垂直方向一定距离。首先，采用一趟钻钻进至水合物层下覆遮挡层后起钻；其次，组装并下入旋喷射流工具对水合物层段进行水力旋喷扩径改造，并替换高性能完井液清洗和保护井眼；再次，填砂充填水合物层段扩径井段及下部井段；最后，注入水泥封固水合物顶上部井段；
S3重复进行若干口增产直井的钻进、扩径、填砂和封井：在步骤S2基础上，垂直于生产水平井井眼轴向一定距离，在平行于水平井井眼轴向方向，依次钻进多口增产直井，并采用旋喷射流工艺扩大水合物储层井眼半径，填砂充填后注水泥封固上部井段；
S4生产水平井分段改造，沟通相邻增产直井：根据步骤S3中所述直井井位，采用水平井分段逐级改造的方法，建立生产水平井与增产直井之间渗流孔道，沟通所有相邻直井填砂井段，建立生产水平井与增产直井之间的高导流渗流通道；
S5生产水平井依次下入防砂筛管和生产管柱：在所述步骤S4基础上，生产水平井中置入并悬挂防砂筛管，并在筛管内下入生产管柱后进行降压生产。
进一步地，步骤S1中所述生产水平井采用套管不固井完井，所述悬挂生产套管完井可以选择井口悬挂或井下悬挂，所述生产套管需满足所述防砂筛管和所述生产管柱下入要求。
进一步地，步骤S2中所述增产直井采用裸眼完井，所述增产直井与生产水平井的距离小于旋喷射流半径与储层改造半径之和，所述高性能完井液用以维护井眼井壁稳定，所述增产直井填砂采用高砂比高密度陶粒或石英砂充填，填砂井段高度需高于水合物储层顶部深度。
进一步地，步骤S3中所述若干口增产直井是根据生产水平井水平井段长度设计的若干口用增加生产水平井产能的直井，增产直井之间间距大于两口相邻增产直井旋喷半径与生产期内水合物分解直径之和。
进一步地，步骤S4中所述生产水平井分段改造以实现沟通生产水平井附近所有增产直井为目的，分段改造工艺不限于水力射孔微压裂、径向射流等。
进一步地，步骤S5中所述防砂筛管的规格尺寸根据所述生产套管规格尺寸选择，防砂精度以满足储层防砂为目的，所述生产管柱根据防砂筛管规格尺寸优选，同时满足降压生产排液采气要求。
与现有技术相比本发明的有益效果为：本发明所提供的天然气水合物储层直增平采的开采方法，不仅能够增加生产水平井与储层接触面积，增加泄压生产体积，提高单井产能；同时能够提高天然气水合物储层储量动用率，为水合物储层开发提供一种科学、合理、经济的增产稳产方法。
附图说明
图1是本发明天然气水合物储层直增平采开采方法平面布井示意图；
图2是本发明天然气水合物储层直增平采开采方法纵向布井示意图。
附图中标记：1、生产水平井；2、增产直井；3、旋喷扩径；4、高导渗流孔道；5、防砂筛管；6、生产管柱；7、水合物储层上覆遮挡层；8、水合物储层；9、水合物储层下覆遮挡层；10、填砂井段；11、水泥封固井段；L-1、L-2、L-3和L-N为生产水平井左侧若干口增产直井；R-1、R-2、R-3和R-N为生产水平井右侧若干口增产直井
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例：
如图1至图2所示，
水合物A区块位于中国某海域，A区块纵向发育巨厚水合物储层，平面展布连续，水合物储层顶部深度350m，底部深度400m，具备直增平采开采条件，具体包括步骤如下：
S1结合A区域水深、储层深度等特征，生产水平井1采用三级井身结构，依次进行一开、二开和三开水平井钻进作业，其中一开采用30″导管喷射；二开采用17-1/2″钻头钻进，13-3/8″套管固井完井，三开采用12-1/4″钻头钻进至设计井深，其中水平段长度200m，井口悬挂9-5/8″生产套管完井；
S2距离生产水平井1水平段井眼轴线垂直方向10m的位置，采用12-1/4″钻头一趟钻钻进增产直井2，完钻井深450m。起钻后，下入旋喷射流扩径工具，利用地面高压泵组，对增产直井2的350-400m井段进行旋喷扩径作业，作业后水合物井段旋喷扩径3井眼半径为2m左右，正循环高性能完井液洗井并保护储层；分阶段缓慢替入砂比45％携砂液1500m3进行填砂，探砂面填砂顶部高度约300m；最后顶替水泥浆对0-300m井段进行封井，完成第一口增产直井L-1作业；
S3距离生产水平井1水平段井眼轴线垂直方向10m的位置，重复步骤S2依次进行增产直井L-2、L-3和L-4的钻进、扩径、填砂和封井，相邻增产直井间距不小于50m。继续重复步骤S2，以生产水平井1水平段井眼轴线为对称轴，在L-1、L-2、L-3和L-4对称方向进行另一侧增产直井R-1、R-2、R-3和R-4作业；
S4对生产水平井1采用径向射流分段改造，分别对L-1、L-2、L-3和L-4以及R-1、R-2、R-3和R-4，通过径向射流技术，沟通生产水平井1与所有增产直井2，建立生产水平井1与增产直井2之间的高导渗流通道4；
S5依次下入具有满足储层防砂精度要求的防砂筛管5和满足气液两相流生产需要的管柱6，并进行降压开采。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
