[發明專利]一種基于燃爆壓裂和水力壓裂相結合的頁巖氣促產方法

有效

• 申請號: 202110755593.2
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113338889B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）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（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21B43/263
• 分類號: E21B43/263;E21B43/26;E21B47/06;E21B47/00;E21B41/00;E21B33/13
• 代理公司: 徐州蘇越知識產權代理事務所(普通合伙) 32543
• 代理人: 張旭

本發明公開了一種基于燃爆壓裂和水力壓裂相結合的頁巖氣促產方法，先打設燃爆壓裂水平井，接著在燃爆壓裂水平井內形成一個射孔裂隙并安裝首個燃爆封孔器，并形成封孔段，若在設定時間內封孔段內達到爆炸所需值，則引發燃爆氣體對射孔裂隙進行一次沖擊壓裂；若未達到爆炸所需值，則對封孔段內補充燃爆氣體，然后完成一次燃爆壓裂，然后重復上述過程通過后退式燃爆壓裂使燃爆壓裂水平井周圍形成燃爆壓裂裂隙網絡并進行封孔；最后在燃爆壓裂水平井下方打設水力壓裂水平井，并采用后退式水力壓裂的方法，使水力壓裂水平井周圍形成水力壓裂裂縫區，且該裂縫區能與燃爆壓裂裂隙網絡相連通，此時通過水力壓裂水平井對該頁巖儲層進行頁巖氣的抽采工作。

技術領域

本發明涉及一種基于燃爆壓裂和水力壓裂相結合的頁巖氣促產方法，屬于頁巖氣開采技術領域。

背景技術

全球頁巖氣儲量豐富，是最具前景的非常規能源。水力壓力是目前最為成熟也是應用最廣的頁巖儲層增透方法，但受技術本身限制，壓裂后的5～6個月內，頁巖氣井的產量可下降45%～55%。產量下降的原因：一方面是因為水力壓裂所需時間較長受應力環境影響，裂縫擴展單一難以形成復雜裂隙網絡，增透效果受限；另一方面是支撐劑難以進入微裂隙中，使得壓裂裂隙在地應力的作用下重新閉合。而目前還有一種燃爆壓裂的方法，通過氣體爆炸瞬間產生較大的沖擊波和高溫高壓氣體，對周圍巖體進行壓裂；這樣方式由于是瞬間沖擊，因此具有極高的加載速率，使得爆炸裂隙不易受地應力環境的影響，同時燃爆沖擊力較大，其破壞后的巖石會在剪切力作用下發生錯動，從而形成自支撐結構，防止壓裂裂隙在地應力的作用下重新閉合。但是，由于燃爆威力大，井筒易受破壞，導致井筒報廢，最終無法實現后續的頁巖氣抽采過程。因此如何能將水力壓裂和燃爆壓裂相結合，使儲層內部產生復雜的裂隙網絡，并使裂隙網絡保持較長時間的連通性，還能保證井筒不被破壞，從而保證后續的頁巖氣抽采，是本行業的研究方向。

因此通過燃爆壓裂將頁巖儲層破壞，形成復雜裂隙網絡，同時在產氣井內通過水力壓裂將水力裂縫溝通到燃爆裂縫網內，則可將燃爆壓裂和水力壓裂結合起來，促進頁巖氣的產氣量。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種基于燃爆壓裂和水力壓裂相結合的頁巖氣促產方法，將燃爆壓裂和水力壓裂相結合，通過燃爆壓裂將頁巖儲層破壞，形成復雜裂隙網絡，同時用于抽采的水力壓裂水平井內通過水力壓裂將水力壓裂裂縫區與燃爆壓裂裂隙網絡相連通，從而保證后續抽采頁巖氣的產氣量。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種基于燃爆壓裂和水力壓裂相結合的頁巖氣促產方法，具體步驟為：

A、從地面向所需抽采的頁巖儲層打設豎井，直至豎井達到該頁巖儲層內停止，并在打設豎井過程中將套管安裝到豎井內，完成豎井的設置工作；

B、采用定向鉆機伸入豎井并達到頁巖儲層所在位置，從豎井向頁巖儲層范圍內打設一燃爆壓裂水平井，并在該燃爆壓裂水平井內采用套管和篩管組合進行支護，其中套管一端與豎井連接、另一端與篩管一端連接；所述篩管上開設多個網孔；

C、從豎井將射孔槍伸入燃爆壓裂水平井內，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網孔進行射孔作用，使周圍巖體形成一個射孔裂隙，完成后將射孔槍從豎井中取出；