[实用新型]页岩气增产设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及页岩气开采技术，尤其涉及一种页岩气增产设备。 

背景技术

页岩气是赋存于暗色泥页岩层或高碳泥页岩层中的天然气，它可以生成于有机成因的各种各个阶段，天然气一部分以游离相态（大约50％）存在于页岩层裂缝、页岩层孔隙及其它储集空间，另一部分以吸附状态（大约50％）存在于干酪根、粘土颗粒及粘土孔隙表面。页岩气是宝贵的资源、优质的能源和化工原料，可作为常规天然气的接替能源或补充能源。 

现有页岩气开采的主要是依靠其自身解吸，采气一段时间后，页岩气的产量急剧降低，页岩气开采的效果不理想，产量低、产量不稳定，不能达到工业开发标准。页岩气开采产气量低的原因主要是：与常规天然气相比，页岩气的储存方式以吸附为主、储层能量低（压力低）、渗透性差，页岩气的产出过程是先解吸，然后在孔隙介质中渗流。仅依靠自身解吸较难获得很高的产气量和采收率，必须寻找和研究提高开采速度(或日产气量)和采收率的新方法。 

为了提高页岩气的采收率，可在页岩气开产量低于工业开发标准（单井1000米³/日）时，采取增产措施。现有的增产措施主要采用水力压裂进行储层改造。其原理是通过地面泵车将压裂液泵入到井底，高压压裂液在页岩气储层内压裂出一条或多条裂缝，从而为页岩气的渗流提供更多的通道。这种方法虽然增加了渗流通道，使部分解吸的页岩气流出，但没有从根本上加速吸附态页岩气的解吸，增产效果有限。这种页岩气增产的设备投资大、运行费用高，也限制了其广泛应用。 

此外，还有一种针对页岩气的增产方法：CO₂吸附法，该方法是利用CO₂具有比甲烷（CH₄）高的吸附性，向页岩层注入CO₂，排挤甲烷或改变其吸附特性。这种方法还必须适当地降压，在降压过程中CH₄解吸，CO₂具有强吸附性而占据CH₄的位置，从而使CH₄保持游离状态。具体过程是：生产井 开井降压，注入井注入CO₂，降压后CH₄解吸为游离状态，CO₂吸附。然后增加注入压力，CH₄沿页岩层孔隙流动从气井产出。按照上述方法生产一段时间后，再次降压，进行下一个循环的注入和产出。但由于降压过程在生产井，而CO₂是在注入井注入，导致CH₄与CO₂的竞争可能不同时发生，另外由于升压与降压的反复循环，缩短了页岩气生产的有效时间，因此也不能很大幅度地提高日产气量。且此增产方法设备复杂，制备成本极高，也使其仅停留于实验室研究阶段。 

综上，现有页岩气增产方法均无法快速、有效的实现页岩气的增产，同时，也没有经济、合理的页岩气增产设备。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述页岩气开发问题，提出了一种页岩气增产设备，其结构简单、合理、投资小，在用于页岩气增产时可有效提高页岩气解吸速度和渗流速度，进而提高页岩气产量。 

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种页岩气增产设备，包括微波发生器、电源、内管和套设在内管外侧且固定在页岩气井内壁上的外管，所述微波发生器可拆卸固定在内管下端，且与电源电联，所述外管上与微波发生器对应的设置有微波发射孔。所述外管上端用于固定页岩气井内壁，所述微波发射孔用于使微波发生器发射的微波通过，加热页岩气所在页岩层，还可给页岩层中解析的页岩气提供流通通道，使解析的页岩气汇入内管中。 

进一步地，所述微波发生器包括基座和两个以上微波发射头，所述两个以上微波发射头均布在基座上，可向其四周和下侧发射微波。所述微波发生器用于发射微波加热页岩气所在页岩层。 

进一步地，所述内管为不锈钢管或塑料内衬管，如油管。 

进一步地，所述内管靠近微波发生器的一段设置有筛孔。 

进一步地，所述外管位于页岩气所在页岩层的一段设有筛孔，所述筛孔为解析的页岩气提供更多的流通通道。 

进一步地，所述微波发生器发射的微波频率为1MHZ-10GHZ；所述微波发生器功率为100千瓦-800千瓦。 

进一步地，所述微波发生器发射的微波频率为2MHZ-5GHZ；所述微波 发生器功率为300千瓦-500千瓦。