[发明专利]页岩气提高产气量爆破原理压裂法

说明书

技术领域

本发明涉及一种页岩气提高产气量爆破原理压裂法。

页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，它是一种“非常规天然气”，其技术领域属于能源开发类。

背景技术

目前，页岩气在全球油气资源领域异军突起，形成勘探开发的新亮点。页岩气加快勘探开发，已经成为世界页岩气主要资源大国和地区的共同选择。我国页岩气也是资源大国，加快发展页岩气，对改变我国油气资源格局，甚至改变整个能源结构、缓解我国油气资源短缺、保障国家能源安全、促进经济社会发展，都有十分重要的意义。页岩气是一种“非常规天然气”，它是从页岩层中开采出来的天然气，与其“煤层气”、“致密气”同属一类。全球常规油气仅占油气总资源的20％，但直到本世纪初，占总资源量80％的非常气才得以商业性开采。2010年9月在华盛顿召开的“全球推介页岩气大会”上获悉：美国页岩气开发的巨大成功使其近年的天然气储、产量大增，国内天然气价格下降，直接影响到其他国家的天然气出口价格。美国开采的非常规天然气现在已经满足了美国一半的天然气需求。新的页岩气开采点更是在北美遍地开花。美国一个机构称，页岩气将满足美国未来100年的能源供应。更有人称100年这个数字太保守了。2008年俄罗斯是世界上最大的天然气生产国，而2009年美国以6000亿立方米的优势取代了俄罗斯。美国天然气的价格也从2008年中期的13美元每英热单位降到当前的不足5美元。怪不得专家们用“页岩气革命”来形容美国在页岩气领域取得的重大突破。开发页岩气我国起步殊晚，于2009年以来，国家有关部门积极组团开展技术考察，实地考察了察巴肯、，巴耐特等北美地区页岩油气田的现场施工与控制，实验能力与设备，项目管理与运行，并与BP、雪佛尤、埃克森、康菲、壳牌、贝克休斯、哈里伯顿、斯伦勾谢等公司开展技术交流，尤其是开发页岩油气的压裂关键技术，综上所述我们是向美国依样画胡芦，还处在摸索阶段，所以提高产气量潜力很大，为我国正开展页岩油气勘探提供了很好的技术借鉴。

发明内容

本发明的目的是在于提高页岩气产气量与增加日产气量，对解决其技术问题，所采取的技术方案是：

1、按爆破压裂原理设计直立井和平井，尤其是平井。页岩气压裂的目的在于将页岩的压裂成裂缝网，页岩气赋存于富有机质泥页岩及在气孔隙度夹层中的天燃气压裂出来。岩石爆破工作的目的在于将岩石从其整体中分裂出来，并将其破碎成为最适于装载的块度，各种岩石对于这种分裂作用和破碎作用的抵抗力是不一致的，首先是因为岩石本身性质如硬度、裂缝和解理等各不同。所以为了达到破碎工作的最大效率，炮眼在工作面上的布置是有所影响的，还有巷道本身的类型及其横断面的形状。如果在匀质岩体的掘进工作面上钻打一个与工作面平面垂直的炮眼，炮眼的方向与其较小抵抗方向完全一致。炸药爆炸后，所有力量可能仅仅是将填塞物冲出，俗称：打筒，或把炮眼周围的岩石略为压碎或压紧，丝毫不能把岩石爆破下来。万一情况好些，最多也不过炸出一个浅而小的漏斗，即交叉线阴影部分而已。可是斜交于自由面的炮眼，就可能炸下较大而深的漏斗，即单线阴影部份。至于平形自由面的炮眼的效率为最好。为了达到这个目的即在掘进巷道工作面中增加自由面，首先必须进行掏槽，然后才进行较有效的主要的爆破工作。这么一来，很自然地把一个自由面的工作面上的炮眼区分为掏槽眼和崩落眼两大类。掏槽眼的作用在于增加自由面，即页岩气分段压裂中，首段压裂为第二段压裂增加自由面，因而自由面愈多，则压裂效果愈好，所以正确采用爆破原理压裂法，即设计平井的斜度与提高产气量至关重要。

2、页岩气爆破原理压裂增加压裂自由面。采用垂直楔形掏槽，有掏槽孔，炮眼和另一炮眼，所以设计平井为斜交至垂直楔形掏槽式，压裂效果也是最佳之一。爆破的崩落眼的目的则在于崩落岩石。崩落眼分为辅助眼和周边眼，辅助眼在掏槽眼的外围，除崩落岩石外，还能扩大所掏的槽，提高周边眼的爆破效率，周边眼靠近巷道的周边，其作用在于崩落巷道获得一定的规格。这就是爆破取得效果的工作原理，即是“页岩气提高产气量爆破原理压裂法”。页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，页岩气是一种清洁、高效的能源资源。具有自生自储、分布广、埋藏浅、生产周期长等特点。根据赋存特点，所以开发页岩气的压裂技术才是关键技术问题。