[發明專利]液化氮氣在油氣層內氣化壓裂方法

無效

• 申請號: 201110361327.8
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102493795A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 李子豐
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: E21B43/27
• 分類號: E21B43/27;E21B43/295
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 續京沙

技術領域

本發明涉及石油氣田開采技術。

背景技術

對于滲透率較低的油氣層，一般都需要通過壓裂來提高滲透率。應用最廣泛的壓裂方法是水力壓裂，其次是高能氣體壓裂。

水力壓裂就是將高壓水注入地層中，在地層中產生裂縫，并用支撐劑阻止裂縫閉合。水力壓裂在砂巖、灰巖等油氣層應用效果良好。在頁巖、泥巖和煤層，由于巖石中含有大量的粘土礦物，粘土礦物遇水后，水化膨脹，容易堵死壓開的裂縫，增產效果不好。另外，在缺水地區，耗水量較大的水力壓裂、特別是每次耗水數萬方的水力壓裂，對資源、對環境都是一個不小的壓力。有些國家，例如法國，禁止水力壓裂。為此，需要不耗水或少耗水的壓裂技術。

高能氣體壓裂是利用火藥或火箭推進劑在井筒中快速燃燒產生的大量的高溫高壓氣體在產層上壓出輻射狀多裂縫體系，改善近井地帶的滲透性能，從而增加油氣井產量和注水井注入量的一項增產措施。前蘇聯把高能氣體壓裂稱為熱氣化學處理，在美國也稱作脈沖壓裂、多裂縫壓裂。該技術不耗水，也沒有粘土水化膨脹問題，但只適用于近井區域。

頁巖氣逐漸成為能源生產的重點。開發頁巖氣，必須進行大規模壓裂。用水力壓裂，可以實現大規模，但有粘土水化膨脹和部分地區水資源短缺的問題。高能氣體壓裂，沒有水化膨脹問題，但只能處理近井區域，不符合工藝要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種既能夠產生大規模壓裂效果、又沒有粘土水化膨脹問題、不消耗水、沒有環境污染的液化氮氣在油氣層內氣化壓裂方法。本發明主要是采用將臨界點為126.2K,3390kPa，三相點為?63.15K,12.46kPa的液化氮氣作為壓裂液壓入地層的方法。

本發明的技術方案如下：

在打入地下油氣層的套管中插入隔熱油管，該隔熱油管最好是雙層的，在該隔熱油管中的兩個封隔器中間部位左右各設有開口，在套管上用射孔槍打油若干孔眼，將液化氮氣作為壓裂液通過隔熱油管和射出的孔眼壓入地層的裂縫中。在地面或井下關井、燜井。液化氮氣在地層內吸熱、氣化，裂縫內流體壓力增加，巖石溫度降低體積收縮，使裂縫擴展。直至地層恢復到原始溫度為止。為了阻止裂縫閉合，可以在液化氮氣壓裂液中加入支撐劑。

本發明與現有技術相比具有如下優點：（1）沒有粘土水化膨脹問題；（2）不受水資源限制；（3）沒有環境污染；（4）可實現大規模壓裂。最適合頁巖氣、煤層氣、致密砂巖氣、低滲油藏的開發。

附圖說明

圖1是本發明液化氮氣在油氣層內氣化壓裂方法示意圖。

圖中：1-套管，2-隔熱油管，3-地層，4-封隔器，5-射出的孔，6-氮氣，7-液化氮氣。

具體實施方式

在圖1所示的液化氮氣在油氣層內氣化壓裂方法的示意圖中，在打入地下油氣層3的套管1中插入雙層隔熱油管2，在該隔熱油管中的兩個封隔器4中間部位左右各設有開口，在套管上用射孔槍打油若干孔眼5，從地面將液化氮氣7通過隔熱油管和射出的孔眼壓入地層的裂縫中。在地面或井下關井、燜井。液化氮氣在地層內吸熱、氣化，裂縫內流體壓力增加，巖石溫度降低體積收縮，使裂縫擴展。直至地層恢復到原始溫度為止。為了阻止裂縫閉合，可以在液化氮氣壓裂液中加入支撐劑。