[发明专利]利用大功率超声波结合分支水平井热采页岩气的工艺方法

权利要求书

1.一种利用大功率超声波结合分支水平井热采页岩气的工艺方法，其特征是：包括以下工艺步骤：

(1) 综合利用地球物理、测井、地质资料确定页岩气甜点位置，设计分支水平井井身结构，确定上部和下部的分支井井眼距离；

(2) 利用钻头一次性钻至目的层井深处形成主井眼，在页岩气储层上部，利用套管开窗技术，通过下入井下斜向器和造斜导向器，向不同方向钻取多个水平井眼，并结合地质导向和随钻资料，确定水平段的倾角和钻进距离；

(3) 在页岩气储层下部，同样利用套管开窗技术，通过下入井下斜向器和造斜导向器，向不同方向钻取多个水平井眼，并结合地质导向和随钻资料，确定水平段的倾角和钻进距离；最后，在页岩气储层中钻出多个水平分支井眼；

(4) 之后，下入套管进行水泥固井，固井材料采用具有高导热系数的泥浆；然后在页岩气储层位置进行定向射孔，实现体积压裂改造；通过分支井进行体积压裂之后，可以在地层内部形成复杂裂缝网络，增大页岩气储层与裂缝的接触表面积，而分支井上部和下部压裂后，之间可以产生缝间诱导应力，促使裂缝网络更加复杂，导流能力更好；

(5) 首先利用地层能量开采页岩气一段时间，在页岩气产量递减速率下降时，开始通过热采法开采下部分支井页岩气储层，在分支井垂直段中下油管，并在油管底部安装页岩气热采设备，油管和油套环空形成一个循环管路，热采设备主要动力源为大功率超声波加热装置，可以通过不断加热从地面泵入的流体介质，使其转换为气体进入地层；

(6) 之后在下部分支井处下入封隔器，主要是保障产生热蒸汽充分进入页岩气储层，提升页岩气解吸量，并减少热量损失；

(7) 之后，上托油管到上部分支水平井位置，再次进行加热页岩气储层，加热后令蒸汽进入上部分支水平井眼，上部分支井和下部分支井之间沟通的复杂裂缝网络将为热蒸汽交换提供通道；

(8) 然后关井并焖井一段时间，使地层和热蒸汽之间充分进行热交换，之后通过连续油管一次打开所有的封隔器，使地层中解吸出来的大量页岩气进入井筒和环空中被开采出来，而生产一段时间之后，热蒸汽冷凝之后变成水则被抽吸泵抽到地面上，被进行重复利用；

所述的大功率超声波加热装置包括注入水口（18）、储水腔（19）、超声波作用腔（20）、蒸汽腔（21）、换能器（22）、超声波发生器（25）、超声波聚能器（26）、蒸汽雾化喷嘴（27），所述储水腔（19）的上部设有注入水口（18），储水腔（19）的右侧设有超声波作用腔（20），超声波作用腔（20）的右侧设有蒸汽腔（21），蒸汽腔（21）的右侧设有蒸汽雾化喷嘴（27）；所述超声波作用腔（20）内设有换能器（22）和超声波发生器（25），超声波发生器（25）通过超声波聚能器（26）连接到蒸汽腔（21）。

2.根据权利要求1所述的利用大功率超声波结合分支水平井热采页岩气的工艺方法，其特征是：所述的超声波发生器（25）的电缆（24）通过穿线管连接在外侧。

3.根据权利要求1所述的利用大功率超声波结合分支水平井热采页岩气的工艺方法，其特征是：所述的超声波作用腔（20）的外壁设有密封圈（23）。

4.根据权利要求1所述的利用大功率超声波结合分支水平井热采页岩气的工艺方法，其特征是：所述的流体介质为水、CO₂、甲醇、丙酮、乙醇或乙二醇中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的利用大功率超声波结合分支水平井热采页岩气的工艺方法，其特征是：所述的分支井眼的长度控制在500m以内。