[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于高能CO2流體壓裂的頁(yè)巖油開(kāi)采方法和裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710794097.1
• 申請(qǐng)日: 2017-09-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107420077A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊曉峰;朱洪亮;滿詩(shī)涵;周鑫;周家恒;朱孟禹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）
• 主分類(lèi)號(hào): E21B43/22
• 分類(lèi)號(hào): E21B43/22;E21B43/26;E21B43/116;E21B37/06;E21B36/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于高能CO₂流體壓裂的頁(yè)巖油開(kāi)采方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：在埋深不超過(guò)2500米的水平頁(yè)巖油儲(chǔ)集層的上方地表按六邊形狀分布生產(chǎn)井，每個(gè)生產(chǎn)井之間的距離為600～1000m，在生產(chǎn)井之間的區(qū)域的幾何中心處布置動(dòng)力井，動(dòng)力井與每個(gè)生產(chǎn)井的距離也為600～1000m；

S2：儲(chǔ)存罐里的液態(tài)CO₂輸送到壓裂車(chē)中進(jìn)行系統(tǒng)增壓，在全部地面管匯和設(shè)備通道內(nèi)建立基本壓力；通過(guò)動(dòng)力井，壓裂車(chē)將液態(tài)CO₂由主管道壓入壓裂管柱中；另外，壓裂車(chē)再將少量水由副管道壓入壓裂管柱中；當(dāng)壓裂管柱中充滿CO₂和水的混合物時(shí)，封隔器密閉，再將CO₂和水的混合物加壓；由地面供電，通過(guò)壓裂管柱壁內(nèi)的電阻絲對(duì)內(nèi)部的CO₂和水的混合物加熱；當(dāng)壓裂管柱內(nèi)達(dá)到一定壓強(qiáng)和溫度時(shí)，射孔槍打開(kāi)并接通射孔槍口處電弧發(fā)生裝置，電弧再對(duì)噴出的流體再次加熱使流體變成高能的射流對(duì)油頁(yè)巖進(jìn)行壓裂；

S3：射孔槍里射出的高能CO₂流體溶解附近地帶的蠟質(zhì)和瀝青質(zhì)，熱解產(chǎn)生的油氣沿著裂隙隨高能CO₂的流動(dòng)往生產(chǎn)井富集，富集的油、氣、蒸氣和非烴類(lèi)氣體一起流入生產(chǎn)井中,通過(guò)生產(chǎn)井輸送至地面處理裝置,進(jìn)行油、氣、水分離,之后,再將分離出的油、氣產(chǎn)品分別輸送到相應(yīng)的加工裝置進(jìn)行深加工。

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于高能CO₂流體壓裂的頁(yè)巖油開(kāi)采方法，其特征在于，生產(chǎn)井在地面按正六邊形布置，其間距為600～1000m，動(dòng)力井布置在生產(chǎn)井圍成的六邊形的幾何中心處；動(dòng)力井和采油井掘進(jìn)到油頁(yè)巖層，一次壓裂的油頁(yè)巖厚度在12～16m，所述系統(tǒng)增壓的壓強(qiáng)在1.5～3.0MPa之間，所述CO₂和水的混合物中CO₂和水的比例為15：1，所述封隔器密閉后CO₂和水的混合物再次加壓后的壓強(qiáng)在40～60MPa之間，所述射孔槍打開(kāi)時(shí)壓裂管柱內(nèi)部溫度達(dá)到600℃。

3.一種基于高能CO₂流體壓裂的頁(yè)巖油開(kāi)采裝置，其特征在于，主要包括壓裂車(chē)，封隔器，壓裂管柱，電阻絲，射孔槍和電弧發(fā)生器；所述壓裂車(chē)通過(guò)管道與液態(tài)CO₂儲(chǔ)存罐相連通，所述壓裂車(chē)通過(guò)主管道和副管道與封隔器相連通，所述封隔器安裝在壓裂管柱端部以密封壓裂管柱，所述壓裂管柱的柱壁內(nèi)布置有電阻絲，所述射孔槍裝于壓裂管柱上且與壓裂管柱內(nèi)部相通，所述電弧發(fā)生裝置布置在射孔槍的槍口處。

4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述一種基于高能CO₂流體壓裂的頁(yè)巖油開(kāi)采裝置，其特征在于，所述壓裂管柱壁內(nèi)布置有加熱電阻絲，電阻絲由地面的控制系統(tǒng)控制，由地面供電系統(tǒng)進(jìn)行供電。

5.根據(jù)權(quán)利要求3中所述一種基于高能CO₂流體壓裂的頁(yè)巖油開(kāi)采裝置，其特征在于，壓裂管柱的長(zhǎng)度在200～300m之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求3中所述一種基于高能CO₂流體壓裂的頁(yè)巖油開(kāi)采裝置，其特征在于，射孔槍斜向安裝在壓裂管柱上且與壓裂管柱軸向形成45°夾角，壓裂管柱軸線方向安裝60～120層射孔槍?zhuān)繉由淇讟屩g的間距在2.5～3m之間，每層射孔槍包含3～6個(gè)徑向均布在壓裂管柱上的射孔槍。

7.根據(jù)權(quán)利要求3中所述一種基于高能CO₂流體壓裂的頁(yè)巖油開(kāi)采裝置，其特征在于，射孔槍口處安裝電弧發(fā)生器，電弧發(fā)生器由地面的控制系統(tǒng)控制，由地面供電系統(tǒng)進(jìn)行供電。