[發明專利]一種基巖水井水力壓裂增水的方法及其系統裝置

有效

• 申請號: 201210293174.2
• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號: CN102787833A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 李炳平;葉成明;解偉;潘德元
• 申請（專利權）人: 中國地質調查局水文地質環境地質調查中心
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B21/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 朱麗華

1.一種基巖水井水力壓裂增水的方法，其特征在于方法如下：

1）配備一套壓裂增水裝置，包括一組可提供高壓流體的地表設備和一套井內壓裂器具，其中，所述的地表設備至少包括有一組壓裂泵、管匯和高壓水龍頭，三者之間由高壓管路連接并聯通，在壓裂泵上設有安全閥、壓力表、流量計，和卸荷旋塞卸荷閥與安全閥；所述的井內壓裂器具包括一組以上的可被送入井內分布在待作業井段的封隔器，各封隔器為帶有環腔室的圓柱形外層為橡膠層的彈性體，每組封隔器之間安裝一個定壓開啟閥，根據壓裂井段長度需要在每組封隔器之間加接鉆桿；在緊鄰上封隔器上方安設投球卸荷閥；鉆具最底端安設底堵；

2）將所述的井內壓裂器具用鉆桿送入井內，將每組封隔器安裝在完整基巖孔段上，使定壓開啟閥對著被壓裂孔段；將地表設備、管匯、高壓水龍頭經高壓管路與井內鉆桿和各壓裂器具按順序連接并使之相互聯通；

3）開啟壓裂泵，使高壓流體經管路、管匯、管路、高壓水龍頭、井內鉆桿進入封隔器內腔使之膨脹座封，當系統壓力達到一定值后，定壓閥開啟，流體進入封隔器之間的鉆柱與井孔間的環腔內，隨著系統壓力的不斷增高并超過巖石自身的抗張強度后，巖石啟裂，形成新的裂縫并延伸至蓄水構造，實現基巖水井增水。

2.根據權利要求1所述的基巖水井水力壓裂增水的方法，其特征在于：當壓裂工作結束后，卸開高壓水龍頭，在鉆桿內腔投入鋼球，重新連接，開泵送水，頂開投球卸荷閥的滑套，露出的泄流孔將鉆桿內的液體泄掉，使得各封隔器收縮后可提出井內器具。

3.根據權利要求1所述的基巖水井水力壓裂增水的方法，其特征在于：所述的座封段選擇在作業目的層的上下端孔段。

4.根據權利要求1所述的基巖水井水力壓裂增水的方法，其特征在于：在地表上的壓裂泵與高壓水龍頭間的高壓管路上設一管匯，其上安設用以監測壓入水井內的壓裂液和返排液的溫度、流量和壓力的數據頭，通過遠程控制采集流量、流體壓力與溫度數據，隨時調整壓裂泵柴油機的轉速，實現調整流體的流量與壓力。

5.根據權利要求1所述的基巖水井水力壓裂增水的方法，其特征在于：定壓開啟閥的開啟壓力設定為1.5MPa-5MPa。

6.一種用于實現權利要求1所述方法的基巖水井水力壓裂增水系統裝置，其特征在于包括：

一組地表設備，至少包括有壓裂泵、管匯和高壓水龍頭，三者之間由高壓管路聯通；

一套井內壓裂器具，包括一組或幾組可被送入井內分布在作業井段的封隔器，各封隔器為帶有環腔室的圓柱形外層為橡膠層的彈性體，每組封隔器之間安裝一個定壓開啟閥；根據壓裂井段長度可在每組封隔器之間加接鉆桿，并相互聯通；在緊鄰上封隔器上方安設投球卸荷閥；鉆具最低端安設底堵；

所述地表設備通過管路、高壓水龍頭與井內鉆桿柱、壓裂器具活性連接并聯通；在地表上的壓裂泵與高壓水龍頭間的高壓管路中設有管匯，其上設有旋塞閥控制開啟的返排口。

7.根據權利要求6所述的基巖水井水力壓裂增水系統裝置，其特征在于：在高壓管路上安設一組監測裝置，該組監測裝置至少包括有數據頭和撬架結構一體化的流量計、壓力表及溫度計測量裝置。

8.根據權利要求7所述的基巖水井水力壓裂增水系統裝置，其特征在于：所述壓裂泵、管匯、高壓水龍頭通過由壬接頭連接。