本发明涉及一种海底浅层可燃冰安全开采系统及方法，尤其是一种整体开发、合理控压、时时监测、有序减缓海底沉降、防止在开采区出现海底凹陷、滑坡、海啸、海水毒化等灾害的综合配套开发技术。技术领域属于海洋油气资源开采领域。
背景技术：
可燃冰是由水和天然气混合而成的一种固态物质，世界上海底天然气水合物已发现的主要分布区是大西洋海域的墨西哥湾、加勒比海、南美东部陆缘、非洲西部陆缘和美国东海岸外的布莱克海台等，开发难度和风险很大，目前只有日本、中国完成了试采。但还面临许多技术难题：
1、可燃冰开发的井筒防砂技术；
2、可燃冰稳产技术；
3、可燃冰开发的环境保护；
主要是开采过程中防止发生不可控的水合物分解，导致甲烷泄漏，从而引起海底滑坡等地质灾害，甚至是甲烷泄漏到海洋或者大气中而引起环境问题。
4、保证可燃冰长期安全开发的工程技术；
根据水合物区的海底地形地貌、工程地质特征、可燃冰储层等特征，通过合理的井位布置及降压方案，从工程上避免发生甲烷泄漏所引发的环境问题和灾害问题。
技术实现要素：
为了克服现有甲烷泄漏，从而引起海底滑坡等地质灾害，甚至是甲烷泄漏到海洋或者大气中而引起环境问题，本发明提供一种海底浅层可燃冰安全开采系统及方法，本发明采用多井组的布井方式、钻完井方式优化、间隔开采生产制度。根据海底具体地貌、形态和坡度，整体降低区域地层压力，实现可燃冰储层整体降压。保证可燃冰工业化开采区安全平稳运行，防止井喷事故、海底塌陷、滑坡、海啸、海水毒化等灾害发生。
本发明采用的技术方案为：一种海底浅层可燃冰安全开采方法，按照以下步骤进行：
s1.确定出预开采的可燃冰在海底浅层的预开发区块；
s2.根据确定出的预开采的可燃冰的预开发区块，制定出可燃冰的开发方案；
s3.在预开采可燃冰的预开发区块位于的延海底斜坡走向上的垂直方向上分布一排5-6个水平井组，每个水平井间距200-250米；
s4.在水平井组的位置进行钻井；
s5.在s4中钻井形成后井筒周围进行割缝处理，使可燃冰储层与井筒相通；
s6.起钻，向井筒中下方井管柱；
s7.置换井筒内的完井液：逐步降低完井液密度，直至到井筒内完井液的密度是0.1-0.12g/cm3的泡沫液为止；
s8.通过井口设有的油管向s3中的5-6个水平井组中的相隔的水井中注入温度为120℃-180℃、压力为20mpa-30mpa的水蒸气，并通过井口环空返回；
s9.步骤s8中注入的水蒸气的时间为10-15天，10-15天后，可燃冰的储存层中，可燃冰在压差、温度的作用下发生变化，天然气从可燃冰内部游离出来，剩余的冰化成水与游离出来的天然气通过割缝进入到注入水蒸气井筒之间的井筒中；
s10.随着进入到注入水蒸气井筒之间的井筒内天然气的量越来越多，就会逐步推动井筒内低密度泡沫上返，返出井口；当气流冲出井口后2-3小时，及时观察井口喷出气体内的含水雾情况；
当含水小于3-5％，肉眼能清楚地观测到对面景物时启动电子点火装置，点火；
s11.当s10中井口冲出气体燃烧2-3小时后，及时将井口气体并入出气管线，海底浅层可燃冰开采成功。
还包括如下步骤：
s12.通过在井口的安装气样采集分析装置，对s11中采集可燃冰的井口分析采出气体中的含水、含砂情况，当采出的气体中含水为5-10％，含砂为2-4％时，向采集可燃冰井口中注入温度为120℃-180℃、压力为20mpa-30mpa的水蒸气，并通过井口环空返回，储存可燃冰的储存中的可燃冰通过s8中注入水蒸气的井口排出进行开采；
s13.采集分析装置采集开采井口出的采出气体中的含水、含砂情况，当当采出的气体中含水为5-10％，含砂为2-4％时，继续转换采集井口和注入井口。
所述的s1中定出预开采的可燃冰在海底浅层的预开发区块是按照以下方法进行确定的：
s101.收集需要开可燃冰海洋端区的地质资料、地震资料、海底洋流、温度、压力、海洋地质灾害，根据此资料确定出需要开采可燃冰的预开发区块，并确定出可燃冰海底埋藏的深度；
s102.在s101步骤中选择的区块海底部署海底位移测量系统。
所述的海底位移测量系统包括设在海床上的接收分析仪，设在海底避免用于检测海底表面沉降的沉降监测仪，该沉降监测仪与接受分析仪通过传送线电连接。
所述的步骤s4按照以下方法进行：
s401.确定出可燃冰的钻井方式：通过海上钻井平台进行钻井；
s402.设计需要钻井的井身设计；
s403.根据设计后的井身，进行表层钻井，在钻表层时采用套管钻井；
s404.钻井，下φ241mm钻头沿设计方位钻进，钻进到水平段800-1000m，起钻，完井。
本发明的有益效果为：
1、多井组生产，整体降低区域压力，实现可燃冰储层整体降压。
2、采用高温高压水蒸气置换升温等措施，合理控制整个开发区可燃冰液化游离甲烷速度。
3、保证可燃冰工业化开采区安全平稳运行，防止井喷事故、海底塌陷、滑坡、海啸、海水毒化等灾害。
以下将结合附图进行进一步的说明。
附图说明：
图1：可燃冰开采区域海底表面沉降监测示意图。
图2：海底浅层可燃冰安全开采布井示意图。
图3--海底斜坡可燃冰开采井身结构示意图。
图4--可燃冰海底斜坡开采缓降示意图。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有甲烷泄漏，从而引起海底滑坡等地质灾害，甚至是甲烷泄漏到海洋或者大气中而引起环境问题，本发明提供一种海底浅层可燃冰安全开采系统及方法，本发明采用多井组的布井方式、钻完井方式优化、间隔开采生产制度。根据海底具体地貌、形态和坡度，整体降低区域地层压力，实现可燃冰储层整体降压。保证可燃冰工业化开采区安全平稳运行，防止井喷事故、海底塌陷、滑坡、海啸、海水毒化等灾害发生。
种海底浅层可燃冰安全开采方法，按照以下步骤进行：
s1.确定出预开采的可燃冰在海底浅层的预开发区块；
s2.根据确定出的预开采的可燃冰的预开发区块，制定出可燃冰的开发方案；
s3.在预开采可燃冰的预开发区块位于的延海底斜坡走向上的垂直方向上分布一排5-6个水平井组，每个水平井间距200-250米；
s4.在水平井组的位置进行钻井；
s5.在s4中钻井形成后井筒周围进行割缝处理，使可燃冰储层与井筒相通；
s6.起钻，向井筒中下方井管柱；
s7.置换井筒内的完井液：逐步降低完井液密度，直至到井筒内完井液的密度是0.1-0.12g/cm3的泡沫液为止；
s8.通过井口设有的油管向s3中的5-6个水平井组中的相隔的水井中注入温度为120℃-180℃、压力为20mpa-30mpa的水蒸气，并通过井口环空返回；
s9.步骤s8中注入的水蒸气的时间为10-15天，10-15天后，可燃冰的储存层中，可燃冰在压差、温度的作用下发生变化，天然气从可燃冰内部游离出来，剩余的冰化成水与游离出来的天然气通过割缝进入到注入水蒸气井筒之间的井筒中；
s10.随着进入到注入水蒸气井筒之间的井筒内天然气的量越来越多，就会逐步推动井筒内低密度泡沫上返，返出井口；当气流冲出井口后2-3小时，观察井口喷出气体内的含水雾情况；
继续放喷，当含水小于3-5％肉眼能清楚地观测到对面景物时，启动电子点火装置，点火；
s11.当s10中井口冲出气体燃烧2-3小时后，及时将井口气体并入出气管线，海底浅层可燃冰开采成功。
还包括如下步骤：
s12.通过在井口的安装气样采集分析装置，对s11中采集可燃冰的井口分析采出气体中的含水、含砂情况，当采出的气体中含水为5-10％，含砂为2-4％时，向采集可燃冰井口中注入温度为120℃-180℃、压力为20mpa-30mpa的水蒸气，并通过井口环空返回，储存可燃冰的储存中的可燃冰通过s8中注入水蒸气的井口排出进行开采；
s13.采集分析装置采集开采井口出的采出气体中的含水、含砂情况，当当采出的气体中含水为5-10％，含砂为2-4％时，继续转换采集井口和注入井口。
所述的s1中定出预开采的可燃冰在海底浅层的预开发区块是按照以下方法进行确定的：
s101.收集需要开可燃冰海洋端区的地质资料、地震资料、海底洋流、温度、压力、海洋地质灾害，根据此资料确定出需要开采可燃冰的预开发区块，并确定出可燃冰海底埋藏的深度；
s102.在s101步骤中选择的区块海底部署海底位移测量系统。
所述的海底位移测量系统包括设在海床上的接收分析仪，设在海底避免用于检测海底表面沉降的沉降监测仪，该沉降监测仪与接受分析仪通过传送线电连接。
所述的步骤s4按照以下方法进行：
s401.确定出可燃冰的钻井方式：通过海上钻井平台进行钻井；
s402.设计需要钻井的井身设计；
s403.根据设计后的井身，进行表层钻井，在钻表层时采用套管钻井；
s404.钻井，下φ241mm钻头沿设计方位钻进，钻进到水平段800-1000m，起钻，完井。
具体在在施工过程中，是按照如下步骤进行的：
步骤一：根据本海区的海洋地质资料、地震资料、海底洋流、温度、压力、海洋地质灾害等，优化处本海区浅层可燃冰的预开发区块，预计开采的可燃冰海底埋藏深度200-800米；
步骤二：在优选的区块海底部署海底位移测量系统，作用：时时测量开采区海底表面沉降速率。
图1中，海底表面沉降监测系统由安置在海底表面的多个沉降监测仪(每个相距10米)、传输电缆、地面信号接收器组成。其中沉降监测仪插入海底8-10米，沉降监测仪通过传输电缆相连，传输电缆又与海岸上的信号分析仪连接。海底表面沉降监测时时发射超声波，检测与相邻海底表面沉降监测的高度差，当检测到与相邻海底表面沉降监测的高度差发生3-5mm沉降时，地面信号接收器就会接收，认为海底表面发生沉降，并报警。
步骤三：在优选的区块上，设计出可燃冰开发的开采方案；本实施例中所要开采的可燃冰开发的地开采案包含：
(1)海底表面形态；
(2)海底地质分层；
(3)可燃冰的具体埋藏位置；
(4)开发可燃冰的井位部署；
即：延海底斜坡走向的垂直方向上分布一排5-6个水平井组，本实施例中具体的分布的水平井组为5组，分别进行如图2所示的编号，编号为：1号井、2号井、3号井、4号井和5号井、每个水平井间距200-250米：
步骤四：
根据确定出的开采方案，确定可燃冰的钻井方式：
具体的钻井方式是，先通过海上钻井平台进行钻完井，后期开采生产。
步骤五：根据确定确定出的钻井方式，对钻井的井身结构进行设计；
步骤六：根据设计的井身首先进行对表层进行钻井，即钻表层；
在钻表层时，井组中每口井的表层井段钻进采用套管钻井,钻具所采用的结构是：φ346.0钻头+φ273.1mm套管+φ127mm钻杆，钻进到300-400m，停钻，上提0.5米，井口注水泥浆，使水泥浆返到井口，侯凝48小时，将φ273.1mm套管与钻完的φ346.井眼固结在一起。
步骤七：完成钻表层后，进行装井口，下斜向器
在完成步骤六后，在φ273.1mm的套管内下斜向器，钻具结构是：φ248mm斜向器+φ248mm丢手工具+井下陀螺仪+φ127mm钻杆，一次完成斜向器的下入、定向、坐封；
步骤八：完成下斜向器后，在下φ241mm钻头沿设计方位钻进，钻进到水平段800-1000m，起钻，完井；
步骤九：下技术套管；
完井后，向井内下177.8mm套管，注水泥浆，环空固井，侯凝；步骤十：完成套管的下放后，向井内下割缝工具；
下割缝工具，该割缝钻具结构是：
φ186mm水力割缝工具+φ127mm钻杆
该割缝工具对产层的水平段套管、水泥环进行(35-40mpa)高压水力割缝，水力割缝宽0.5-0.6mm，有效长度1-1.2m,进入产层0.8-1米；
割缝缝隙的作用：建立储层中可燃冰流向井筒的通道，同时对其进行加温，提高其转化的程度，见图3；
步骤十一：割缝完成后进行起钻。下完井管柱，管柱结构是：φ88.9mm喷射器+φ88.9mm油管*3根+φ153mm扶正器+φ88.9mm油管*3根+φ153mm扶正器+φ88.9mm油管至井口；
步骤十二：置换井筒内完井液，逐步降低完井液密度，直至到井筒内密度是0.1-0.12g/cm3的泡沫液；
步骤十三：通过井口的φ88.9mm油管内孔向2号、4号井(见图1)内注入温度150度，压力：25mpa水蒸气，井口环空返出；
步骤十四：在高压高温水蒸气的循环过程中，将其中的热能通过割缝传递到储层；
步骤十五：通过10-15天时间的井下热量传递，1号、3号、5号井储层内的可燃冰在压差、温度的作用下发生变化，天然气从可燃冰内部游离出来，剩余的冰化成水与游离出来的天然气通过割缝进入井筒；
步骤十六：随着进入井筒内天然气的量越来越多，就会逐步推动井筒内低密度泡沫上返，返出井口；
步骤十七：当气流冲出井口后，及时观察井口喷出气体内的含水雾情况，当观察明显减少时，启动电子点火装置，点火；
步骤十八：井口冲出气体燃烧2-3小时后，及时将井口气体并入出气管线，证明海底浅层可燃冰开采成功；
步骤十九：此时已形成2号、4号井注高温高压水蒸气，热传导，1号、3号、5号开采海底浅层可燃冰的布局；
步骤二十：在井口安装气样采集分析装置，及时(24小时一次)分析采出气体中的含水、含砂情况；
步骤二十一：当1号、3号、5号的含砂、含水上升一定数值后(含水：5-10％；含砂：2-4％；)，结合图1中的海底表面沉降系统的报警数据，综合分析海底表面沉降情况，完成与2号、4号井相互转换的生产方式；
步骤二十二：1号、3号、5号注高温高压水蒸气，热传导，同时冲出井筒内的水、粉沙；
步骤二十三：2号、4号井，停住注入高温高压水蒸气，井口降压，开采海底浅层可燃冰；
步骤二十四：生产一段时间后，再次转换生产方式；目的就是合理控制每口井的产量，防止在开采区出现大的海底凹陷；
本发明采用多井组生产，整体降低区域压力，实现可燃冰储层整体降压；
采用高温高压水蒸气置换升温等措施，合理控制整个开发区可燃冰液化游离甲烷速度。保证可燃冰工业化开采区安全平稳运行，防止井喷事故、海底塌陷、滑坡、海啸、海水毒化等灾害。
以上实施例仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。