[發(fā)明專利]一種水平井低溫流體分級致裂方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010721704.3
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111980651B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翟成;叢鈺洲;孫勇;徐吉釗;鄭仰峰;唐偉;李宇杰;魏澤寧
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B7/04;E21B43/116;E21B33/12;E21F7/00
• 代理公司: 北京淮海知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32205
• 代理人: 張旭

本發(fā)明公開了一種水平井低溫流體分級致裂方法，先采用射孔槍預(yù)制出三個裂縫區(qū)，然后通過水管注水使水壓封堵器充起，從而形成三個密封壓裂室；向三個密封壓裂室內(nèi)注滿過冷水，最后將低溫流體依次流經(jīng)三個密封壓裂室內(nèi)的內(nèi)螺紋換熱管和外螺紋換熱管，在低溫流體流經(jīng)各個密封壓裂室時，各個密封壓裂室內(nèi)的過冷水與低溫流體發(fā)生熱交換，此時過冷水的溫度快速下降，使水相變成冰體積增大，從而利用其冰脹力對各個密封壓裂室進(jìn)行壓裂，持續(xù)一定時間后，停止并多次循環(huán)，完成過冷水冰脹致裂過程；不僅能有效保證煤巖體的致裂效果及降低水力壓裂所需的高壓，而且由于過冷水無化學(xué)劑添加，因此泄漏后不會對周圍環(huán)境造成污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水平井低溫流體分級致裂方法，屬于煤巖體增透技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

中國非常規(guī)天然氣資源豐富，發(fā)展?jié)摿Υ?，其中煤層氣可采資源量約為10.87×10¹²m³,頁巖氣可采資源量為15×10¹²～25×10¹²m³，未來10～20年，中國非常規(guī)天然氣產(chǎn)量將顯著增長，在彌補(bǔ)常規(guī)油氣產(chǎn)量短缺中扮演日益重要的角色。雖然我國非常規(guī)天然氣資源儲量雖大，但儲層復(fù)雜且致密，儲集空間主體為納米級孔喉系統(tǒng)，局部發(fā)育微米～毫米級孔隙。因此，強(qiáng)化增透措施對于開發(fā)這類能源至關(guān)重要。國外頁巖氣規(guī)模開發(fā)的成功，離不開水力壓裂增透技術(shù)，但同時問題也顯露出來，如：壓裂液內(nèi)添加特殊化學(xué)試劑，一旦泄露會污染地下水體，并且水力壓裂在堅硬地層內(nèi)啟動壓力高、水資源大量浪費(fèi)等。

另外現(xiàn)有水力壓裂均是通過高壓水對煤巖層進(jìn)行壓裂，因此需要持續(xù)較大的高壓，才能保證水對煤巖層的持續(xù)壓裂，這樣導(dǎo)致耗能較大；因此如何有效降低水力壓裂過程中的耗能及防止泄漏后污染地下水體使本行業(yè)的研究方向。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種水平井低溫流體分級致裂方法，通過過冷水與低溫流體進(jìn)行熱交換，利用過冷水相變產(chǎn)生的凍脹力進(jìn)行壓裂過程，不僅能有效保證煤巖體的致裂效果及降低水力壓裂所需的高壓，而且由于過冷水無化學(xué)劑添加，因此泄漏后不會對周圍環(huán)境造成污染。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種水平井低溫流體分級致裂方法，具體步驟為：

A、先從地面鉆井將射孔槍伸入到達(dá)水平鉆井內(nèi)，以水平鉆井的軸線為中心沿垂直于水平鉆井的方向等間距的預(yù)制出三個裂縫區(qū)，分別為第一裂縫區(qū)、第二裂縫區(qū)和第三裂縫區(qū)；