[發明專利]一種強化頁巖氣高效開發的系統及方法

在審

• 申請號: 202110015393.3
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN114718540A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 耿黎東;王敏生;蔣海軍;葉海超;光新軍;思娜;邸偉娜
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267;E21B47/06;E21B47/07;E21B47/12
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 郭韞

本發明提供了一種強化頁巖氣高效開發的系統及方法，屬于頁巖氣開發領域。該系統包括：地面壓裂系統、微波發生與控制系統、溫壓信號接收與調控系統、裂縫反演與產能優化系統；所述地面壓裂系統用于向井下注入混砂液；所述微波發生與控制系統用于向井下發射微波；所述裂縫反演與產能優化系統用于進行裂縫反演和產能優化獲得開發策略；所述溫壓信號接收與調控系統用于接收井下的溫度信號、壓力信號，并根據溫度信號、壓力信號以及裂縫反演與產能優化系統得到的開發策略調整微波發生與控制系統。利用本發明在頁巖氣開發過程中能夠不斷更新優化頁巖氣產能預測模型和強化吸附氣解吸，最大程度提高了頁巖氣的采收率和經濟性。

技術領域

本發明屬于頁巖氣開發領域，具體涉及一種強化頁巖氣高效開發的系統及方法。

背景技術

頁巖氣是指賦存于富有機質黑色頁巖及其夾層中的天然氣，具有巖性致密、單井產量低、產量遞減快、投資回收期長等開發特點。我國頁巖氣可采資源量超過20萬億立方米，但目前全國累計探明頁巖氣地質儲量不到1萬億立方米，開發潛力巨大。因此，大力推動頁巖氣的高效勘探開發對于優化能源消費結構、保障能源安全具有重要意義。

鉆完水平井后頁巖氣不能自行產出，一般需要借助水力壓裂將頁巖產能段壓開形成體積裂縫才能有效生產。水力壓裂形成的人工裂縫與頁巖儲層天然裂縫一起組成了復雜的裂縫網絡系統，而該裂縫網絡系統直接影響了頁巖氣的產能和最終采收率。頁巖氣藏裂縫系統模擬的準確性直接影響了頁巖氣藏的描述精度。

中國專利公開文獻CN111058841A公開了基于磁性支撐劑的水力壓裂裂縫參數反演系統及方法，其主要采用近井監測，其包括：電磁信號激發器、信號采集處理器、運砂車、儲液罐、混砂車、壓裂車、井下一體化發射接收裝置；運砂車通過第一管線、儲液罐通過第二管線與混砂車分別相連；混砂車通過第三管線與壓裂車相連，壓裂車通過第四管線與豎直井井筒的井口相連；井下一體化發射接收儀一端為電磁發射器，另一端為電磁接收器，電磁接收器共有三個接收點，每個接收點設置兩個分接收器，電磁發射器通過激發器電纜與設置于地面的低頻電磁激發儀相連，電磁接收器通過接收電纜與設置于地面的數據采集處理系統相連。

中國專利公開文獻CN103233720B公開了基于磁性支撐劑的水力裂縫監測系統及監測方法，其用于壓后裂縫參數的監測，其監測系統包括磁性支撐劑容器、非磁性支撐劑容器、磁力計、計算機數據處理中心；磁性支撐劑和非磁性支撐劑在支撐劑混合器中混合后通過混合支撐劑輸送管線進入混砂車，儲存在壓裂液容器中的壓裂液通過壓裂液輸送管線進入混砂車；混砂液通過輸送管線進入壓裂井，然后進入水力裂縫中；位于地面、本井和/或鄰井的磁力計通過通訊線路與計算機數據處理中心相連，計算機數據處理中心采集、保存磁力計的測量信息并計算、顯示支撐劑分布狀態和水力裂縫參數。

中國專利公開文獻CN104459775A公開了基于微地震監測數據的頁巖氣藏裂縫建模方法，其方法包括：以微地震監測數據中微地震事件點的時間屬性為主，結合頁巖氣藏原生天然裂縫信息，采用確定性建模方法對水力壓裂后頁巖氣藏的主裂縫進行建模得主裂縫模型；在主裂縫模型的基礎上并在水力壓裂有效改造的體積范圍內，以微地震監測數據中微地震事件點分布的密度屬性為主，結合微地震事件點的方位屬性、能量大小和開度中的至少一個，確定水力壓裂過程中伴生裂縫模擬的空間及幾何參數的約束條件，采用隨機建模方法對水力壓裂后頁巖氣藏的伴生裂縫進行建模，得到頁巖氣藏裂縫基礎模型。

中國專利公開文獻CN110159241A公開了一種微波輻照與水力壓裂協同開采頁巖氣的裝置，其由給水罐、壓力泵、控制閥、加料口、液體輸送管、井筒、射孔、微波發生器、波導管、微波天線、微波護管、抽氣泵、氣體加熱器、頁巖氣收集罐組成，通過壓力泵及液體輸送管將水及支撐劑送入水平井筒，水平井筒兩側設有對稱的射孔，壓裂液通過射孔對頁巖層進行壓裂；將波導管及微波天線放入微波護管中，微波發生器連接波導管，將微波傳至微波天線，從而對頁巖進行微波輻照，提高頁巖氣產量；通過抽氣泵抽取壓裂過程中產生的頁巖氣，將頁巖氣收集匯入頁巖氣收集罐。