降压法开采(1)(以上资料为本人整理所得)
减压法开采水合物
天然气水合物的降压开采技术是通过降低水合物储层的压力而引起水合物稳定的平衡曲线的下移而促使水合物的分解的。一般是通过钻井的井眼压力降或者是通过水合物层下存在的游离天然气层的压力或者形成一个天然的囊(一般是通过热激发或者化学试剂的作用认为形成),通过降低压力,使水合物的稳定性遭到破坏,从而达到分解的效果。一般情况下,水合物层下一般都有游离天然气藏的存在,这样对于降压式开采水合物是非常有效的。前苏联的麦所亚哈气田就是属于降压式开采水合物的先例,即就是先开采水合物层下的游离的下伏天然气藏,随着天然气藏的不断开采,天然气藏的压力不断的下降,当下降到可以足够促使水合物分解的压力条件下,这样水合物的平衡条件就得到了破坏,上部的水合物层就开始分解生成天然气成分,从而有效的保持了气井的井下压力,并且产量也得到了有效的补充,这样一直到水合物层的分解完成。理论研究预测,降压式开采方法适合于高渗透的并且水合物的埋藏深度超过700米的水合物气藏,如果气体中含有较多的重质烃类成分就需要较高的压力降。此外,可以通过地面上的天然气的量的控制可以有效的控制水合物层的压力,从而可以达到控制水合物分解的速度。
与热激发相比,降压式开采水合物对于热量的需要少,能量的利用率高,可行性比较大,其特点主要是简单易行,无需增加设备,应该是所有开采水合物层的首选方法,适合于大规模天然气水合物气藏的开采,可是该方法的不足之初就在于早期气井的产量较低,并且采气速度较小,所以降压法开采水合物的方法不应单独使用,可以考虑和热刺激法的综合应用技术。由于单一使用该方法开采水合物的速度太慢,所以该方法不适合于储集层的原始温度接近或低于零摄氏度的水合物气藏,以免分理出的水结构物质堵塞底层。
在某些水合物矿藏中,某些地方的天然气已经处于自由气体状态。,如果钻井钻到相应的位置,就可以直接采集天然气,这样也可以降低水合物储层的压力,只要产生的压力在水合物相平衡的稳定压力限以下,就有利于水合物的开采。
通过钻探方法或者其他途径降低水合物层下伏的游离气体的气藏压力(达到破坏水合物相平衡的稳定压力限)或在裂缝性油藏中通过孔隙抽取缝中的液体成分从而直接产生压力降(如图6所示),破坏水合物矿藏的稳定性,使水合物分解而离解出游离的所需要的甲烷气体。降压法进行开采水合物资源,只需要较少的能量补充剂可,所需要的能量来自地层内部的地热流。
1)。通过下伏游离气层产气的降压模型
假如一个以水合物作为封闭盖层的天然气藏(如图6所示)。如果一口井钻遇含气层并且产气,那么储集层就会开始产气并且压力开始下降,随后导致在天然气水合物层与天然气层之间的街面上出现水合物的分解。原则上,如果知道水合物储集层的几何形态、渗透率、
温度、压力、水合物的馏分和天然气的产量都是已知的,就可以算出水合物的分解速度。水合物的分解速度主要取决于储集层本身的热传导性和储集层中压力的下降程度。压力下降是很重要的,因为如果压力下降,水合物就会分解,并且当压力下降的值比较大时,水合物的分解速度也是比较大的。此外储集层的热能力也是一个重要的影响因素,因为分解的潜在热量必须来源于储层本身。由于储集层的感应热向水合物分解的潜热的转换,使储集层变冷。随着储集层的冷却(主要是在天然气水合物的——天然气的介面上),从下部较温暖的区域内水合物界面的热传播有效速度将不断的加快。考虑到这种实际的情况,说明水合物储集层的面积非常重要。一个厚储集层和一个薄储集层如果两者的面积相同,则两个储集层的分解速度相同。在这种情况下,从下部向水合物储层传热的传播速度是有限的;水合物——天然气之间的相界面的面积不是很重要,水合物分散于各处的储集层和水合物集中的储集层的开采速度并没有什么明显差别。