[實用新型]頁巖氣增產設備

有效

• 申請號: 201220317905.8
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN203161197U
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 楊勝來;李芳芳;陳浩;李敏;婁毅;蔡福林;代小川
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: E21B43/25
• 分類號: E21B43/25;E21B43/24
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 黃健

技術領域

本實用新型涉及頁巖氣開采技術，尤其涉及一種頁巖氣增產設備。?

背景技術

頁巖氣是賦存于暗色泥頁巖層或高碳泥頁巖層中的天然氣，它可以生成于有機成因的各種各個階段，天然氣一部分以游離相態（大約50％）存在于頁巖層裂縫、頁巖層孔隙及其它儲集空間，另一部分以吸附狀態（大約50％）存在于干酪根、粘土顆粒及粘土孔隙表面。頁巖氣是寶貴的資源、優質的能源和化工原料，可作為常規天然氣的接替能源或補充能源。?

現有頁巖氣開采的主要是依靠其自身解吸，采氣一段時間后，頁巖氣的產量急劇降低，頁巖氣開采的效果不理想，產量低、產量不穩定，不能達到工業開發標準。頁巖氣開采產氣量低的原因主要是：與常規天然氣相比，頁巖氣的儲存方式以吸附為主、儲層能量低（壓力低）、滲透性差，頁巖氣的產出過程是先解吸，然后在孔隙介質中滲流。僅依靠自身解吸較難獲得很高的產氣量和采收率，必須尋找和研究提高開采速度(或日產氣量)和采收率的新方法。?

為了提高頁巖氣的采收率，可在頁巖氣開產量低于工業開發標準（單井1000米³/日）時，采取增產措施。現有的增產措施主要采用水力壓裂進行儲層改造。其原理是通過地面泵車將壓裂液泵入到井底，高壓壓裂液在頁巖氣儲層內壓裂出一條或多條裂縫，從而為頁巖氣的滲流提供更多的通道。這種方法雖然增加了滲流通道，使部分解吸的頁巖氣流出，但沒有從根本上加速吸附態頁巖氣的解吸，增產效果有限。這種頁巖氣增產的設備投資大、運行費用高，也限制了其廣泛應用。?

此外，還有一種針對頁巖氣的增產方法：CO₂吸附法，該方法是利用CO₂具有比甲烷（CH₄）高的吸附性，向頁巖層注入CO₂，排擠甲烷或改變其吸附特性。這種方法還必須適當地降壓，在降壓過程中CH₄解吸，CO₂具有強吸附性而占據CH₄的位置，從而使CH₄保持游離狀態。具體過程是：生產井?開井降壓，注入井注入CO₂，降壓后CH₄解吸為游離狀態，CO₂吸附。然后增加注入壓力，CH₄沿頁巖層孔隙流動從氣井產出。按照上述方法生產一段時間后，再次降壓，進行下一個循環的注入和產出。但由于降壓過程在生產井，而CO₂是在注入井注入，導致CH₄與CO₂的競爭可能不同時發生，另外由于升壓與降壓的反復循環，縮短了頁巖氣生產的有效時間，因此也不能很大幅度地提高日產氣量。且此增產方法設備復雜，制備成本極高，也使其僅停留于實驗室研究階段。?

綜上，現有頁巖氣增產方法均無法快速、有效的實現頁巖氣的增產，同時，也沒有經濟、合理的頁巖氣增產設備。?

實用新型內容

本實用新型的目的在于，針對上述頁巖氣開發問題，提出了一種頁巖氣增產設備，其結構簡單、合理、投資小，在用于頁巖氣增產時可有效提高頁巖氣解吸速度和滲流速度，進而提高頁巖氣產量。?

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種頁巖氣增產設備，包括微波發生器、電源、內管和套設在內管外側且固定在頁巖氣井內壁上的外管，所述微波發生器可拆卸固定在內管下端，且與電源電聯，所述外管上與微波發生器對應的設置有微波發射孔。所述外管上端用于固定頁巖氣井內壁，所述微波發射孔用于使微波發生器發射的微波通過，加熱頁巖氣所在頁巖層，還可給頁巖層中解析的頁巖氣提供流通通道，使解析的頁巖氣匯入內管中。?

進一步地，所述微波發生器包括基座和兩個以上微波發射頭，所述兩個以上微波發射頭均布在基座上，可向其四周和下側發射微波。所述微波發生器用于發射微波加熱頁巖氣所在頁巖層。?

進一步地，所述內管為不銹鋼管或塑料內襯管，如油管。?

進一步地，所述內管靠近微波發生器的一段設置有篩孔。?

進一步地，所述外管位于頁巖氣所在頁巖層的一段設有篩孔，所述篩孔為解析的頁巖氣提供更多的流通通道。?

進一步地，所述微波發生器發射的微波頻率為1MHZ-10GHZ；所述微波發生器功率為100千瓦-800千瓦。?

進一步地，所述微波發生器發射的微波頻率為2MHZ-5GHZ；所述微波?發生器功率為300千瓦-500千瓦。?