[发明专利]一种高压水爆与CO2压裂相结合的煤层气驱替抽采工艺

权利要求书

1.一种高压水爆与CO₂压裂相结合的煤层气驱替抽采工艺，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，高压水爆启裂：将填设于具有高水压环境的钻孔或钻井内的乳化炸药(7)通过雷管引爆爆炸，使煤岩产生大量爆生裂缝；

第二步，超临界或液态CO₂致裂：将已混有支撑剂的超临界或液态CO₂压裂液注入钻孔或钻井内，并由已混有支撑剂的超临界或液态CO₂压裂液实施压裂，以使导向割缝和爆生裂缝进一步扩展、延伸，并由支撑剂充填裂缝，保持裂缝开度；并持续压裂至预定影响范围后停止作业；

第三步，瓦斯抽采：利用抽采井或抽采孔(8)进行瓦斯抽采。

2.根据权利要求1所述的高压水爆与CO₂压裂相结合的煤层气驱替抽采工艺，其特征在于，在所述高压水爆启裂步骤前还包括高压水力导向割缝，通过与泵注系统匹配的割缝-压裂一体化喷嘴，利用高压水射流沿最小主应力方向实施导向水力割缝，以形成沿沿最小主应力方向人工导向裂缝(6)。

3.根据权利要求2所述的高压水爆与CO₂压裂相结合的煤层气驱替抽采工艺，其特征在于，在形成所述高压水力导向割缝之前还包括，通过地应力测试确定煤储层的地应力状态，并将割缝段的钻孔或钻井方向确定为与最小主应力方向垂直。

4.根据权利要求3所述的高压水爆与CO₂压裂相结合的煤层气驱替抽采工艺，其特征在于，在所述割缝前还包括采用机械或液压钻进方式形成封孔段钻孔或钻井(2)，并装固套管(3)，在套管(3)外壁与封孔段钻孔或钻井(2)的孔壁之间由水泥砂浆(4)封固，且养护72小时以上。

5.根据权利要求4所述的高压水爆与CO₂压裂相结合的煤层气驱替抽采工艺，其特征在于，在所述封固所述套管(3)后的割缝前还包括采用割缝-压裂一体化喷嘴一次或逐段形成割缝段钻孔(5)。

6.根据权利要求1所述的高压水爆与CO₂压裂相结合的煤层气驱替抽采工艺，其特征在于，在所述高压水爆启裂步骤前还包括装药和注水封孔的步骤，其中，装药包括，将装设有雷管的乳化炸药依次送至具有割缝的钻井段设定部位，并将雷管引线电连接至孔口或井口外；

注水封孔包括，向钻孔或钻井内注水至爆破要求水压，并对孔口或井口进行封闭。

7.根据权利要求1～6中任意一项权利要求所述的高压水爆与CO₂压裂相结合的煤层气驱替抽采工艺，其特征在于，所述超临界或液态CO₂致裂步骤前，还包括在压裂液内混砂：利用混砂泵，将支撑剂与超临界或液态CO₂按设定配比充分混合，并加入添加剂，形成备用的压裂液。

8.根据权利要求7所述的高压水爆与CO₂压裂相结合的煤层气驱替抽采工艺，其特征在于，所述的支撑剂为陶粒支撑剂。

9.根据权利要求1～6中任意一项权利要求所述的高压水爆与CO₂压裂相结合的煤层气驱替抽采工艺，其特征在于，在所述超临界或液态CO₂致裂步骤中，还包括采用微地震监测仪进行裂缝延伸的实时监测。