[發(fā)明專利]一種基于燃爆壓裂和水力壓裂相結(jié)合的頁(yè)巖氣促產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110755593.2
• 申請(qǐng)日: 2021-07-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113338889B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟成;唐偉;余旭;徐吉釗;劉廳;孫勇;叢鈺洲;鄭仰峰;李宇杰;朱薪宇;魏則寧;王宇;黃婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B43/263
• 分類號(hào): E21B43/263;E21B43/26;E21B47/06;E21B47/00;E21B41/00;E21B33/13
• 代理公司: 徐州蘇越知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32543
• 代理人: 張旭

1.一種基于燃爆壓裂和水力壓裂相結(jié)合的頁(yè)巖氣促產(chǎn)方法，其特征在于，具體步驟為：

A、從地面向所需抽采的頁(yè)巖儲(chǔ)層打設(shè)豎井，直至豎井達(dá)到該頁(yè)巖儲(chǔ)層內(nèi)停止，并在打設(shè)豎井過(guò)程中將套管安裝到豎井內(nèi)，完成豎井的設(shè)置工作；

B、采用定向鉆機(jī)伸入豎井并達(dá)到頁(yè)巖儲(chǔ)層所在位置，從豎井向頁(yè)巖儲(chǔ)層范圍內(nèi)打設(shè)一燃爆壓裂水平井，并在該燃爆壓裂水平井內(nèi)采用套管和篩管組合進(jìn)行支護(hù)，其中套管一端與豎井連接、另一端與篩管一端連接；所述篩管上開(kāi)設(shè)多個(gè)網(wǎng)孔；

C、從豎井將射孔槍伸入燃爆壓裂水平井內(nèi)，采用射孔槍在距離該燃爆壓裂水平井的最深處一定距離的位置，以燃爆壓裂水平井的軸線為中心沿垂直于燃爆壓裂水平井的方向透過(guò)網(wǎng)孔進(jìn)行射孔作用，使周?chē)鷰r體形成一個(gè)射孔裂隙，完成后將射孔槍從豎井中取出；

D、向步驟C中的燃爆壓裂水平井內(nèi)安裝首個(gè)燃爆封孔器，燃爆封孔器固定在燃爆壓裂水平井的篩管內(nèi)并靠近步驟C中的射孔裂隙，使該燃爆壓裂水平井內(nèi)燃爆封孔器和水平鉆井的最深處之間形成封孔段，射孔裂隙處于封孔段內(nèi)；燃爆封孔器上設(shè)有多參數(shù)檢測(cè)裝置、點(diǎn)火頭和進(jìn)氣管，進(jìn)氣管穿過(guò)燃爆封孔器，其中處于封孔段的進(jìn)氣管一端裝有單向氣閥，單向氣閥的進(jìn)氣口與進(jìn)氣管一端連接；進(jìn)氣管另一端設(shè)有連接頭，進(jìn)氣管通過(guò)連接頭與高壓注氣管連接，高壓注氣管另一端伸出豎井與地面上的氣體增壓泵的出氣口連接，氣體增壓泵的進(jìn)氣口與儲(chǔ)氣室的出氣口連接；多參數(shù)檢測(cè)裝置和點(diǎn)火頭均固定在燃爆封孔器上并處于封孔段內(nèi)，多參數(shù)檢測(cè)裝置通過(guò)數(shù)據(jù)線和信號(hào)轉(zhuǎn)換器與地面的控制中心連接，點(diǎn)火頭通過(guò)數(shù)據(jù)線和點(diǎn)火觸發(fā)器與地面的控制中心連接，高壓注氣管上裝有電控閥，電控閥和氣體增壓泵均與控制中心連接，完成燃爆壓裂系統(tǒng)的組裝；

E、等待設(shè)定的時(shí)間，頁(yè)巖儲(chǔ)層內(nèi)的頁(yè)巖氣會(huì)從射孔裂隙內(nèi)解吸部分進(jìn)入封孔段內(nèi)，控制中心通過(guò)多參數(shù)檢測(cè)裝置實(shí)時(shí)采集封孔段內(nèi)的溫度、氣壓和氣體濃度，若在設(shè)定時(shí)間內(nèi)采集的實(shí)時(shí)溫度、實(shí)時(shí)氣壓和實(shí)時(shí)氣體濃度達(dá)到爆炸所需值時(shí)，控制中心通過(guò)點(diǎn)火觸發(fā)器控制點(diǎn)火頭點(diǎn)火，從而引發(fā)封孔段內(nèi)的燃爆氣體發(fā)生爆炸，氣體爆炸產(chǎn)生的高溫高壓氣體和爆轟沖擊波，通過(guò)篩管上的網(wǎng)孔對(duì)射孔裂隙周?chē)捻?yè)巖進(jìn)行一次沖擊壓裂過(guò)程；若在設(shè)定時(shí)間內(nèi)采集的實(shí)時(shí)溫度、實(shí)時(shí)氣壓和實(shí)時(shí)氣體濃度未達(dá)到爆炸所需值時(shí)，控制中心使打開(kāi)電控閥并啟動(dòng)氣體增壓泵，將燃爆氣體持續(xù)從儲(chǔ)氣室依次經(jīng)過(guò)氣體增壓泵、高壓注氣管和進(jìn)氣管并使單向氣閥受壓打開(kāi)后進(jìn)入封孔段，此時(shí)控制中心繼續(xù)通過(guò)多參數(shù)檢測(cè)裝置實(shí)時(shí)采集封孔段內(nèi)的溫度、氣壓和氣體濃度，直至采集的實(shí)時(shí)溫度、實(shí)時(shí)氣壓和實(shí)時(shí)氣體濃度達(dá)到爆炸所需值時(shí)，停止氣體增壓泵并關(guān)閉儲(chǔ)氣室閥門(mén)，此時(shí)單向氣閥自動(dòng)關(guān)閉，接著將高壓注氣管與連接頭分離；完成后控制中心通過(guò)點(diǎn)火觸發(fā)器控制點(diǎn)火頭點(diǎn)火，從而引發(fā)封孔段內(nèi)的燃爆氣體發(fā)生爆炸，氣體爆炸產(chǎn)生的高溫高壓氣體和爆轟沖擊波，通過(guò)篩管上的網(wǎng)孔對(duì)射孔裂隙周?chē)捻?yè)巖進(jìn)行一次沖擊壓裂過(guò)程；

F、重復(fù)步驟C在燃爆壓裂水平井再形成一個(gè)射孔裂隙，且該射孔裂隙相比于第一個(gè)射孔裂隙距離燃爆壓裂水平井最深處更遠(yuǎn)，然后重復(fù)D和E，完成該部分的一次沖擊壓裂過(guò)程；如此重復(fù)多次，通過(guò)后退式燃爆壓裂使該燃爆壓裂水平井周?chē)纬扇急瑝毫蚜严毒W(wǎng)絡(luò)，完成后在豎井與燃爆壓裂水平井連接處對(duì)整個(gè)燃爆壓裂水平井進(jìn)行封孔處理；

G、將豎井繼續(xù)向下掘進(jìn)一段距離，然后在燃爆壓裂水平井下方，從豎井向頁(yè)巖儲(chǔ)層范圍內(nèi)打設(shè)水力壓裂水平井，水力壓裂水平井處于燃爆壓裂水平井的正下方；接著從地面經(jīng)過(guò)豎井將射孔槍伸入到達(dá)水力壓裂水平井內(nèi)，以水力壓裂水平井的軸線為中心沿垂直于水力壓裂水平井的方向等間距的割出多個(gè)水力壓裂裂縫，然后將水力壓裂封孔器放入水力壓裂水平井使其內(nèi)部形成封孔段，壓裂管穿過(guò)水力壓裂封孔器，且壓裂管一端處于封孔段、另一端伸出豎井與地面的壓裂車(chē)連接，完成水力壓裂系統(tǒng)的組裝，最后利用水力壓裂系統(tǒng)采用后退式水力壓裂的方法，使水力壓裂水平井周?chē)捻?yè)巖形成水力壓裂裂縫區(qū)，且該裂縫區(qū)能與燃爆壓裂裂隙網(wǎng)絡(luò)相連通，完成后拆卸水力壓裂系統(tǒng)，通過(guò)豎井和水力壓裂水平井對(duì)該頁(yè)巖儲(chǔ)層進(jìn)行頁(yè)巖氣的抽采工作；

H、若該頁(yè)巖儲(chǔ)層的厚度較大，則當(dāng)頁(yè)巖氣抽采殆盡后，重復(fù)步驟A至G對(duì)下方的頁(yè)巖儲(chǔ)層再次進(jìn)行燃爆壓裂和水力壓裂，從而繼續(xù)進(jìn)行頁(yè)巖氣的抽采工作。

2. 根據(jù)權(quán)利要求1 所述的一種基于燃爆壓裂和水力壓裂相結(jié)合的頁(yè)巖氣促產(chǎn)方法，其特征在于，所述多參數(shù)檢測(cè)裝置包括溫度傳感器、氣壓傳感器和氣體濃度傳感器。