[發(fā)明專利]一種頁巖氣水平井作業(yè)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810028120.0
• 申請日: 2016-05-06
• 公開（公告）號: CN108561110B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李忠厚
• 申請（專利權(quán)）人: 延安大學(xué)
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B43/27;E21B43/267;E21B28/00
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11491
• 代理人: 黃耀鈞

本發(fā)明提供一種頁巖氣水平井作業(yè)方法，采用一種基于壓力振蕩的頁巖氣水平井作業(yè)裝置來實現(xiàn)，具體通過高壓管線分別將泵車和儀表車連接在采油樹上，將泵車和儀表車之間通過數(shù)據(jù)線連接，將混砂車和酸罐車分別通過高壓管線連接在泵車上，泵車還通過高壓管線連接振蕩系統(tǒng)，振蕩系統(tǒng)包括信號發(fā)生器、伺服機構(gòu)和柱塞泵，所述振蕩系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線連接壓力傳感器，壓力傳感器通過高壓管線連接在所述采油樹上。本發(fā)明可以使目標儲層產(chǎn)生多條扇骨狀主裂縫，并在主裂縫上產(chǎn)生延伸長的分叉小裂縫；還可以減小主裂縫的瞬間延伸長度，從而避免壓穿水層。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于天然氣開采作業(yè)裝置及方法技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于壓力振蕩的頁巖氣水平井作業(yè)裝置。

背景技術(shù)

頁巖氣是指主體以吸附、游離或溶解方式賦存于頁巖及頁巖儲集層中所夾砂質(zhì)、粉砂質(zhì)泥巖地層中的天然氣。它與常規(guī)天然氣物理化學(xué)性質(zhì)完全一樣，是填充于頁巖裂隙，孔徑為幾個納米的微細孔隙及層面內(nèi)的天然氣。由于頁巖氣通常儲層在致密巖層內(nèi)，開采難度大，成本高；從而通常需要采取增產(chǎn)措施。在對頁巖氣的開采過程中，通常采用壓裂的手段，提高地層的滲透率，使儲層中的頁巖氣更易于流入井筒。

但是，現(xiàn)有的頁巖氣水平井作業(yè)方法通常存在不足之處：由于地層三向主應(yīng)力的相對大小變化難于預(yù)測，現(xiàn)有技術(shù)以高壓憋壓和大排量的工藝進行地層作業(yè)時，單一壓力作用使地層裂縫單向延伸并容易壓穿地下水層，主要裂縫上的分叉小裂縫延伸長度小，又返回主裂縫，從而降低頁巖氣的開采效率。因此現(xiàn)有技術(shù)中亟需一種可以改變地層裂縫形狀和提高頁巖氣采收率的作業(yè)裝置及方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于壓力振蕩的頁巖氣水平井作業(yè)裝置，解決了現(xiàn)有頁巖氣水平井存在的裂縫單向延伸導(dǎo)致的頁巖氣采收率低的問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種基于壓力振蕩的頁巖氣水平井作業(yè)裝置，包括接有多組液體罐的混砂車、酸罐車、泵車和儀表車，通過高壓管線分別將所述泵車和所述儀表車連接在采油樹上，將所述泵車和所述儀表車之間通過數(shù)據(jù)線連接，將混砂車和酸罐車分別通過高壓管線連接在所述泵車上，在所述儀表車上設(shè)有顯示壓裂動態(tài)施工曲線和泵車排量曲線的顯示器，所述泵車還通過高壓管線連接振蕩系統(tǒng)，在所述泵車與所述振蕩系統(tǒng)之間的高壓管線上還設(shè)置有液壓閥門，所述振蕩系統(tǒng)包括信號發(fā)生器、伺服機構(gòu)和柱塞泵，所述振蕩系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線連接壓力傳感器，壓力傳感器通過高壓管線連接在所述采油樹上，通過所述壓力傳感器反饋井口壓力信號，以啟動和運行所述信號發(fā)生器，進而由所述伺服機構(gòu)驅(qū)動所述柱塞泵產(chǎn)生振蕩壓力。

可選的，所述振蕩系統(tǒng)還包括連接在所述柱塞泵上的高壓密封閥門。

采用上述裝置進行的頁巖氣水平井作業(yè)裝置進行頁巖氣采集的方法，具體步驟如下：

步驟一、根據(jù)頁巖氣目標儲層的地震資料和地質(zhì)資料的分析處理結(jié)果，確定所述目標儲層中水平井段的巖石礦物種類及其含量；

步驟二、根據(jù)所述水平井段的巖石礦物種類及其含量，確定用于酸化洗井的洗井液中酸的類型和含量，啟動泵車，并通過酸罐車對目標儲層進行酸化洗井作業(yè)；

步驟三、進行壓裂施工準備工作，包括進行壓裂施工中的循環(huán)、試壓和試擠作業(yè)；

步驟四、開始壓裂施工工作，同時開啟振蕩系統(tǒng)，并通過壓力傳感器監(jiān)測井口回壓，振蕩系統(tǒng)根據(jù)接收壓力傳感器反饋回來的井口壓力信號，來啟動和運行信號發(fā)生器，信號發(fā)生器產(chǎn)生的信號傳遞給振蕩系統(tǒng)中的伺服機構(gòu)，伺服機構(gòu)按照接收的信號控制柱塞泵，使柱塞泵產(chǎn)生振蕩壓力，進而通過泵車反饋至井下流體；

步驟五、在監(jiān)測井口回壓的上升過程中，當回壓在0～40Mpa時，每上升5Mpa運行一次振蕩系統(tǒng)，當回壓上升到40Mpa以后，每上升2Mpa運行一次振蕩系統(tǒng)，并監(jiān)測儀表車上顯示的壓裂動態(tài)施工曲線，當壓裂動態(tài)施工曲線發(fā)生明顯形狀變化時，持續(xù)運行振蕩系統(tǒng)10～20分鐘后關(guān)停系統(tǒng)，并在儀表車上顯示的排量曲線穩(wěn)定后進行加砂作業(yè)，加砂作業(yè)中所用攜砂液由砂支撐劑以及多組液體罐中的壓裂液和添加劑按一定比例混合而成；