本發(fā)明涉及地?zé)衢_(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及地壓地?zé)嵯到y(tǒng)氣水同采完井方法。

背景技術(shù)：

不可再生常規(guī)能源不斷地開(kāi)發(fā)(石油、天然氣及煤等)以及開(kāi)發(fā)帶來(lái)的資源與環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻，然而地?zé)豳Y源作為一種清潔、低碳、安全、高效的可再生能源進(jìn)入了我人們視野，尤其對(duì)于地壓地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)利用。地壓地?zé)崮苁侵复鎯?chǔ)于某些大型沉積盆地深處(地層3km-6km)的高溫高壓流體，并且高溫高壓流體含大量甲烷氣體。

地壓地?zé)崮苜Y源具有較高壓力以及其中含有大量溶解氣體，溶解氣體主要成分為甲烷。通常在標(biāo)準(zhǔn)溫度與壓力條件下，甲烷很難溶解于水中，然而隨著壓力的不斷增加，甲烷在水中的溶解度快速上升，例如：位于井深2400米地層處(地層壓力高于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓數(shù)十倍)，甲烷在水中溶解度為地面100倍。地壓地?zé)崮芎懈邷厮疅崮芎涂扇紵淄闅怏w，如果既要將地層高溫?zé)崴_(kāi)采到地面，又要將地層甲烷氣體開(kāi)采到地面，采用通常地?zé)崮荛_(kāi)采方法來(lái)獲取利用地壓地?zé)崮苜Y源，則會(huì)將地層高溫水和甲烷通過(guò)一個(gè)流道同時(shí)采出地面，氣水混合物流到地面后不僅需要進(jìn)行氣液分離等措施，而且還存在甲烷氣體燃燒爆炸危險(xiǎn)等問(wèn)題，因此，迫需提出一套專門(mén)針對(duì)地壓地?zé)嵯到y(tǒng)來(lái)開(kāi)采地壓地?zé)崮苜Y源。

基于以上分析，本發(fā)明專利設(shè)計(jì)了地壓地?zé)嵯到y(tǒng)氣水同采完井方法，旨在補(bǔ)充我國(guó)在目前在地壓地?zé)嵯到y(tǒng)氣水同采完井方法的缺陷，該系統(tǒng)只需要鉆一口井，通過(guò)油管采出熱水，通過(guò)油管與套管之間的環(huán)形空間來(lái)采出氣體，實(shí)現(xiàn)氣水同采和氣水分離，通過(guò)該設(shè)計(jì)來(lái)降低地壓地?zé)嵯到y(tǒng)的開(kāi)發(fā)成本，以實(shí)現(xiàn)對(duì)地?zé)崮艿陌踩⒏咝?、可持續(xù)、低成本開(kāi)發(fā)和利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于為地壓地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)系統(tǒng)提供地壓地?zé)嵯到y(tǒng)氣水同采完井方法，以此來(lái)高效地開(kāi)發(fā)利用地壓地?zé)崮苜Y源。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

地壓地?zé)嵯到y(tǒng)氣水同采完井方法主要由表層套管、技術(shù)套管、油管、安全密封閥門(mén)和壓力測(cè)量裝置組成。本發(fā)明中開(kāi)發(fā)地壓地?zé)崮懿捎镁蜑橹本?，套管下入順序?yàn)楸韺犹坠?、技術(shù)套管、油管，本發(fā)明中的直井井身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于油管下入到地?zé)醿?chǔ)層位置比技術(shù)套管下入位置深，技術(shù)封套管下入到所述地?zé)醿?chǔ)層上部，油管下入到地?zé)醿?chǔ)層下部，油管下入深度與技術(shù)套管下入深度的差別由地?zé)醿?chǔ)層厚度決定，該設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)油管開(kāi)采地?zé)醿?chǔ)層下部的高溫?zé)崴?，利用油管與技術(shù)套管之間的環(huán)形空間開(kāi)采氣體。

地壓地?zé)嵯到y(tǒng)氣開(kāi)采時(shí)，氣體溶解于水中，當(dāng)鉆井鉆開(kāi)地壓地?zé)醿?chǔ)層時(shí)地層壓力降低，氣體從水中緩慢解析，形成的小氣泡緩慢上浮，使得氣體緩慢上浮到地?zé)醿?chǔ)層上部，地?zé)醿?chǔ)層下部的水中的溶解氣體全部解析出來(lái)，儲(chǔ)層下部是水，儲(chǔ)層上部則是氣水混合物。由于設(shè)計(jì)的油管端部位置比油管與技術(shù)套管之間的環(huán)形空間端部位置長(zhǎng)200m，儲(chǔ)層下部的水通過(guò)油管采出到地面用來(lái)發(fā)電，儲(chǔ)層上部的氣水混合物則流向油管與套管之間的環(huán)形空間中。

在開(kāi)始階段，油管與技術(shù)套管之間的環(huán)形空間中充滿了氣水混合物，但隨著溶解氣解析的進(jìn)行，形成的氣泡緩慢上浮到油管與技術(shù)套管之間的環(huán)形空間，此時(shí)油管與技術(shù)套管之間環(huán)形空間的上部通過(guò)安全密封閥門(mén)密封，則氣體在油管與技術(shù)套管之間的環(huán)形空間中緩慢累積，隨著環(huán)空中氣體不斷增多，油管與技術(shù)套管之間的環(huán)形空間中的氣體將油管與技術(shù)套管之間的環(huán)形空間中的水緩慢向下擠壓，假設(shè)鉆井中套管下入深度為h，當(dāng)油管與技術(shù)套管之間的環(huán)形空間中的氣體將水全部向下擠壓到油管與技術(shù)套管之間的環(huán)形空間外時(shí)，則此時(shí)油管與套管之間的環(huán)形空間中全部充滿氣體，根據(jù)壓力公式P＝ρgh可知，此時(shí)油管與技術(shù)套管之間的環(huán)形空間中的壓力為P；由于油管與套管之間的環(huán)形空間上部安裝有壓力測(cè)量裝置，當(dāng)壓力測(cè)量裝置達(dá)到P時(shí)，油管與套管之間的環(huán)形空間上部的安全密封閥門(mén)打開(kāi)，環(huán)空中的氣體通過(guò)安全密封閥門(mén)采出到地面，進(jìn)行燃燒發(fā)電。

隨著油管與套管之間的環(huán)形空間中的氣體緩慢采出，壓力測(cè)量裝置測(cè)量到的壓力不斷減小，當(dāng)油管與技術(shù)套管之間的環(huán)形空間中的氣體完全采出時(shí)，測(cè)量壓力為零，此時(shí)安全密封閥門(mén)關(guān)閉，油管與套管之間的環(huán)形空間將又重新充滿了氣水混合物，像上述程序一樣進(jìn)行循環(huán)，然后解析出的氣體又會(huì)緩慢上浮進(jìn)入到油管與技術(shù)套管之間的環(huán)形空間中，直到油管與技術(shù)套管之間的環(huán)形空間中再次充滿氣體，壓力測(cè)量裝置檢測(cè)到壓力達(dá)到P，密閉裝置打開(kāi)，采出環(huán)空中的氣體，往復(fù)循環(huán)進(jìn)行，采出甲烷氣體。

附圖說(shuō)明

附圖1為發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)：表層套管(1)、技術(shù)套管(2)、油管(3)、安全密封閥門(mén)(4)、壓力測(cè)量裝置(5)、地面(6)、電纜(7)、水泥(8)、油管與技術(shù)套管之間的環(huán)形空間(9)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖1，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，如下：

地壓地?zé)嵯到y(tǒng)氣水同采完井方法主要由表層套管(1)、技術(shù)套管(2)、油管(3)、安全密封閥門(mén)(4)、壓力測(cè)量裝置(5)、地面(6)、電纜(7)、水泥(8)、油管與技術(shù)套管之間的環(huán)形空間(9)組成。

本發(fā)明中開(kāi)發(fā)地壓地?zé)崮懿捎玫木蜑橹本坠芟氯腠樞驗(yàn)楸韺犹坠?1)、技術(shù)套管(2)、油管(3)，本發(fā)明中的直井井身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于油管(3)下入地層深度比技術(shù)套管(2)更深，油管(3)長(zhǎng)度比技術(shù)套管(2)長(zhǎng)200m，該設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)油管(3)開(kāi)采地?zé)醿?chǔ)層下部的高溫?zé)崴糜凸?3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)開(kāi)采氣體。

地壓地?zé)嵯到y(tǒng)氣開(kāi)采時(shí)，氣體溶解于水中，當(dāng)鉆井鉆開(kāi)地壓地?zé)醿?chǔ)層時(shí)地層壓力降低，氣體從水中緩慢解析，形成的小氣泡緩慢上浮，使得氣體緩慢上浮到地?zé)醿?chǔ)層上部，地?zé)醿?chǔ)層下部的水中的溶解氣體全部解析出來(lái)，儲(chǔ)層下部是水，儲(chǔ)層上部則是氣水混合物。由于設(shè)計(jì)的油管(3)端部位置比油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)端部位置長(zhǎng)200m，儲(chǔ)層下部的水通過(guò)油管(3)采出到地面用來(lái)發(fā)電，儲(chǔ)層上部的氣水混合物則流向油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)中。在開(kāi)始階段，油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)中充滿了氣水混合物，但隨著溶解氣解析的進(jìn)行，形成的氣泡緩慢上浮到油管(3)與套管2之間的環(huán)形空間(9)，此時(shí)油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)上部通過(guò)安全密封閥門(mén)(4)密封5，則氣體在油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)中緩慢累積，隨著油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)中氣體不斷增多，油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)中的氣體將油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)中的水緩慢向下擠壓，假設(shè)鉆井中技術(shù)套管(2)下入深度為3000m，當(dāng)油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)中的氣體將水全部向下擠壓到油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)外時(shí)，則此時(shí)3000m深的油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)中全部充滿氣體，根據(jù)壓力公式P＝ρgh可知，此時(shí)油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)中的壓力為30MPa；由于油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)上部安裝有壓力測(cè)量裝置(5)，當(dāng)壓力測(cè)量裝置(5)達(dá)到30MPa時(shí)，油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)上部的安全密封閥門(mén)(4)打開(kāi)，油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)中的氣體通過(guò)安全密封閥門(mén)(4)采出到地面，進(jìn)行燃燒發(fā)電。

隨著油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)中的氣體緩慢采出，壓力測(cè)量裝置(5)測(cè)量到的壓力不斷減小，當(dāng)油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)中的氣體完全采出時(shí)，測(cè)量壓力為零，此時(shí)安全密封閥門(mén)(4)關(guān)閉。油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)又重新充滿了氣水混合物，像上述程序一樣進(jìn)行循環(huán)，然后解析出的氣體又會(huì)緩慢上浮進(jìn)入到油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)中，直到油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)中再次充滿氣體，壓力測(cè)量裝置(5)檢測(cè)到壓力達(dá)到30MPa，密閉裝置打開(kāi)，采出油管(3)與技術(shù)套管(2)之間的環(huán)形空間(9)中的氣體，往復(fù)循環(huán)進(jìn)行，采出甲烷氣體，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)地壓地?zé)嵯到y(tǒng)氣水同采。