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1、10申请公布号CN103603638A43申请公布日20140226CN103603638A21申请号201310574236122申请日20131113E21B43/1620060171申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市凌工路2号72发明人赵佳飞樊震宋永臣刘卫国杨明军王佳琪杨磊吴迪刘瑜王大勇张毅74专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人李宝元梅洪玉54发明名称一种结合降压法的天然气水合物CO2置换开采方法57摘要一种结合降压法的天然气水合物CO2置换开采方法，先采用低密度泥浆钻井对天然气水合物储层降压，使部分天然气水合物分解；然后在高压容器中控制压力与温度选用异构醇乙氧。
2、基化物为乳化剂，以液态CO2为分散相水为连续介质，制备CO2乳化液；再通过钻取CO2乳化液注入通道，将CO2与水的乳化液从乳化液注入口注入天然气水合物储层；通过乳化液注入口控制储层压力，控制其压力在对应于储层温度的二氧化碳水合物相平衡压力范围内，促进CO2与天然气水合物反应，生成二氧化碳水合物和CH4气体。本发明实现CO2减排，提高了开采的安全性，能有效改善储层渗流特性，促进乳化液充分渗入储层，提高CO2置换开采方法的效率。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN103603638ACN10。
3、3603638A1/1页21一种结合降压法的天然气水合物CO2置换开采方法，其特征包括以下步骤（1）选取降压口位置，采用低密度泥浆钻井对天然气水合物储层降压，使部分天然气水合物分解，打开孔隙通道，提高渗透率，增进CO2乳化液在储层中的扩散；（2）制取CO2乳化液，在高压容器中控制压力与温度选用异构醇乙氧基化物为乳化剂，以液态CO2为分散相水为连续介质，制备CO2乳化液；（3）钻取CO2乳化液注入通道，将CO2与水的乳化液从乳化液注入口注入天然气水合物储层；（4）通过乳化液注入口控制储层压力，控制其压力在对应于储层温度的二氧化碳水合物相平衡压力范围内，促进CO2与天然气水合物发生置换反应，生成二。
4、氧化碳水合物和CH4气体；收集CH4气体，进行CH4气体的储藏与运输。权利要求书CN103603638A1/3页3一种结合降压法的天然气水合物CO2置换开采方法技术领域0001本发明属于石油开采技术领域，涉及一种基于CO2置换法的天然气水合物的开采方法。背景技术0002随着传统化石能源的储量急剧减少，世界各国对新能源的利用与发展给予了特别的重视。其中，天然气水合物作为一种新型高效、储量大的能源，被世界普遍认为具有广阔的开发前景。而且美国、日本等国均已经在各自海域发现并开采出天然气水合物。目前传统的天然气水合物开采方法主要有热激法、降压法、抑制剂法等。但均处于实验研究和试开采阶段。0003降压法。
5、是一种通过降低压力促使天然气水合物分解的开采方法。减压途径主要有两种1）采用低密度泥浆钻井达到减压目的；2）通过泵出天然气水合物层下方的游离气或者其他流体来降低天然气水合物层的压力。降压开采方法不需要连续激发，成本较低。然而甲烷气体作为一种重要的温室气体，开采过程中任何因素诱发的水合物大规模失稳分解，都将有可能给全球气候环境带来严重破坏，且天然气水合物分解将使沉积层强度降低，有可能引起地质结构失稳，造成严重的地质灾害，破坏周边生态环境。0004CO2置换开采方法是近期比较热门的研究对象，其依据是天然气是水合物稳定带的压力条件。在一定温度条件下，天然气水合物保持稳定需要的压力比二氧化碳水合物更高。
6、。因此在某一特定的压力范围内，天然气水合物会分解，而二氧化碳水合物则易于形成并保持稳定。这种作用释放的热量可是天然气水合物的分解反应得以持续地进行下去。0005CO2置换法开采天然气水合物的研究具有非常重要的意义。一方面，把空气中或者工业生产产生的二氧化碳气体注入到天然气水合物储层中，可以把二氧化碳以水合物的形式储存在海底，这样可以有效减缓二氧化碳的温室效应；另一方面，CO2置换CH4过程中可以完整地保存水合物沉积层，避免因为水合物的开采而引起的海洋地质灾害。0006沉积层中CO2置换天然气水合物的过程受CO2在含水合物沉积层中的扩散作用的重要影响。使用气态或液态CO2置换天然气水合物，置换过。
7、程中外层首先生成的CO2水合物将起到屏蔽作用，阻碍CO2向含水合物相扩散，致使置换过程缓慢，置换速率随着时间的增加和生成CO2水合物层厚度的增长迅速降低。CO2乳化液可以增强分子扩散作用与置换过程中的热传导，强化置换过程，提高置换速率。然而由于天然气水合物的存在，储层多孔介质的渗透特性对CO2乳化液的注入有很大影响。多孔介质中天然气水合物的部分分解有助于打开孔隙通道，增进CO2乳化液的扩散。发明内容0007本发明针对已有技术的不足，根据降压开采方CO2置换开采方法的特点和原理，提出一种结合降压法的天然气水合物CO2置换开采方法。通过先降压使部分天然气水合物分解生成CH4，打开孔隙通道，增进CO。
8、2乳化液在储层中的扩散。本方法易于实现，适用于天然说明书CN103603638A2/3页4气水合物CO2置换开采方法的后续研究。0008为达到以上述目的，本发明采用下述技术方案0009一种结合降压法的天然气水合物CO2置换开采方法，包括以下步骤0010（1）选取降压口位置，采用低密度泥浆钻井对天然气水合物储层降压，使部分天然气水合物分解，打开孔隙通道，提高渗透率，增进CO2乳化液在储层中的扩散；0011（2）制取CO2乳化液，在高压容器中控制压力与温度选用异构醇乙氧基化物（TMN6）为乳化剂，以液态CO2为分散相水为连续介质，制备CO2乳化液；0012（3）钻取CO2乳化液注入通道，将CO2与。
9、水的乳化液从乳化液注入口注入天然气水合物储层；0013（4）通过乳化液注入口控制储层压力，控制其压力在对应于储层温度的二氧化碳水合物相平衡压力范围内，促进CO2与天然气水合物发生置换反应，生成二氧化碳水合物和CH4气体；0014（5）在气体排出口收集CH4气体，进行CH4气体的储藏与运输。0015本发明应用于天然气水合物开采方法研究过程中，适用于天然气水合物CO2置换开采方法的后续研究。0016（1）结合天然气水合物降压开采方法，促使部分天然气水合物分解，打开孔隙通道，增进CO2乳化液的在储层中扩散，提高反应效率；0017（2）为长期储藏CO2温室气体提供了一种重要方案，同时对于维持含水合物沉。
10、积层的冻土地域与深海海底的地质结构、生态环境稳定有着重要的意义。附图说明0018附图是本发明的天然气水合物CO2置换开采方法示意图具体实施例0019下面结合技术方案和附图详细说明本发明的实施例。0020实施例0021在储层中部选取2个降压口，采用低密度泥浆钻井对天然气水合物储层降压，如附图所示，使部分天然气水合物分解，打开孔隙通道，提高渗透率，改善储层渗流特性增进CO2乳化液在储层中的扩散；0022制取CO2乳化液，在高压容器中控制压力与温度选用异构醇乙氧基化物（TMN6）为乳化剂，以液态CO2为分散相水为连续介质，制备CO2乳化液。此处，将水和CO2在30MPA的压力条件、05的温度条件以及。
11、3500R/MIN的搅拌转速下制取CO2乳化液；0023在储层的两端与中间位置钻取3个CO2乳化液的注入通道，将CO2与水的乳化液在乳化液注入口注入天然气水合物储层，控制注入压力在58MPA范围内，见图1；0024通过乳化液注入口控制储层压力，控制其压力在对应于储层温度的二氧化碳水合物相平衡压力范围内，此处将压力控制在35MPA，促进CO2与天然气水合物发生置换反应，生成二氧化碳水合物和CH4气体；0025在2个气体排出口收集CH4气体，见附图所示，进行CH4气体的储藏与运输。0026以上实施例是本发明具体实施方式的一种，本领域技术人员在本技术方案范围内说明书CN103603638A3/3页5进行的通常变化和替换应包含在本发明的保护范围内。说明书CN103603638A1/1页6说明书附图CN103603638A。