[發(fā)明專利]頁巖氣提高產氣量爆破原理壓裂法

無效

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• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN102877823A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設計）人: 肖功寬
• 申請（專利權）人: 肖功寬
• 主分類號: E21B43/263
• 分類號: E21B43/263
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種頁巖氣提高產氣量爆破原理壓裂法。

頁巖氣是從頁巖層中開采出來的天然氣，它是一種“非常規(guī)天然氣”，其技術領域屬于能源開發(fā)類。

背景技術

目前，頁巖氣在全球油氣資源領域異軍突起，形成勘探開發(fā)的新亮點。頁巖氣加快勘探開發(fā)，已經成為世界頁巖氣主要資源大國和地區(qū)的共同選擇。我國頁巖氣也是資源大國，加快發(fā)展頁巖氣，對改變我國油氣資源格局，甚至改變整個能源結構、緩解我國油氣資源短缺、保障國家能源安全、促進經濟社會發(fā)展，都有十分重要的意義。頁巖氣是一種“非常規(guī)天然氣”，它是從頁巖層中開采出來的天然氣，與其“煤層氣”、“致密氣”同屬一類。全球常規(guī)油氣僅占油氣總資源的20％，但直到本世紀初，占總資源量80％的非常氣才得以商業(yè)性開采。2010年9月在華盛頓召開的“全球推介頁巖氣大會”上獲悉：美國頁巖氣開發(fā)的巨大成功使其近年的天然氣儲、產量大增，國內天然氣價格下降，直接影響到其他國家的天然氣出口價格。美國開采的非常規(guī)天然氣現在已經滿足了美國一半的天然氣需求。新的頁巖氣開采點更是在北美遍地開花。美國一個機構稱，頁巖氣將滿足美國未來100年的能源供應。更有人稱100年這個數字太保守了。2008年俄羅斯是世界上最大的天然氣生產國，而2009年美國以6000億立方米的優(yōu)勢取代了俄羅斯。美國天然氣的價格也從2008年中期的13美元每英熱單位降到當前的不足5美元。怪不得專家們用“頁巖氣革命”來形容美國在頁巖氣領域取得的重大突破。開發(fā)頁巖氣我國起步殊晚，于2009年以來，國家有關部門積極組團開展技術考察，實地考察了察巴肯、，巴耐特等北美地區(qū)頁巖油氣田的現場施工與控制，實驗能力與設備，項目管理與運行，并與BP、雪佛尤、埃克森、康菲、殼牌、貝克休斯、哈里伯頓、斯倫勾謝等公司開展技術交流，尤其是開發(fā)頁巖油氣的壓裂關鍵技術，綜上所述我們是向美國依樣畫胡蘆，還處在摸索階段，所以提高產氣量潛力很大，為我國正開展頁巖油氣勘探提供了很好的技術借鑒。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是在于提高頁巖氣產氣量與增加日產氣量，對解決其技術問題，所采取的技術方案是：

1、按爆破壓裂原理設計直立井和平井，尤其是平井。頁巖氣壓裂的目的在于將頁巖的壓裂成裂縫網，頁巖氣賦存于富有機質泥頁巖及在氣孔隙度夾層中的天燃氣壓裂出來。巖石爆破工作的目的在于將巖石從其整體中分裂出來，并將其破碎成為最適于裝載的塊度，各種巖石對于這種分裂作用和破碎作用的抵抗力是不一致的，首先是因為巖石本身性質如硬度、裂縫和解理等各不同。所以為了達到破碎工作的最大效率，炮眼在工作面上的布置是有所影響的，還有巷道本身的類型及其橫斷面的形狀。如果在勻質巖體的掘進工作面上鉆打一個與工作面平面垂直的炮眼，炮眼的方向與其較小抵抗方向完全一致。炸藥爆炸后，所有力量可能僅僅是將填塞物沖出，俗稱：打筒，或把炮眼周圍的巖石略為壓碎或壓緊，絲毫不能把巖石爆破下來。萬一情況好些，最多也不過炸出一個淺而小的漏斗，即交叉線陰影部分而已。可是斜交于自由面的炮眼，就可能炸下較大而深的漏斗，即單線陰影部份。至于平形自由面的炮眼的效率為最好。為了達到這個目的即在掘進巷道工作面中增加自由面，首先必須進行掏槽，然后才進行較有效的主要的爆破工作。這么一來，很自然地把一個自由面的工作面上的炮眼區(qū)分為掏槽眼和崩落眼兩大類。掏槽眼的作用在于增加自由面，即頁巖氣分段壓裂中，首段壓裂為第二段壓裂增加自由面，因而自由面愈多，則壓裂效果愈好，所以正確采用爆破原理壓裂法，即設計平井的斜度與提高產氣量至關重要。

2、頁巖氣爆破原理壓裂增加壓裂自由面。采用垂直楔形掏槽，有掏槽孔，炮眼和另一炮眼，所以設計平井為斜交至垂直楔形掏槽式，壓裂效果也是最佳之一。爆破的崩落眼的目的則在于崩落巖石。崩落眼分為輔助眼和周邊眼，輔助眼在掏槽眼的外圍，除崩落巖石外，還能擴大所掏的槽，提高周邊眼的爆破效率，周邊眼靠近巷道的周邊，其作用在于崩落巷道獲得一定的規(guī)格。這就是爆破取得效果的工作原理，即是“頁巖氣提高產氣量爆破原理壓裂法”。頁巖氣是指賦存于富有機質泥頁巖及其夾層中，以吸附和游離狀態(tài)為主要存在方式的非常規(guī)天然氣，成分以甲烷為主，頁巖氣是一種清潔、高效的能源資源。具有自生自儲、分布廣、埋藏淺、生產周期長等特點。根據賦存特點，所以開發(fā)頁巖氣的壓裂技術才是關鍵技術問題。