[发明专利]一种基于压力振荡的页岩气水平井作业方法

说明书

本发明提供一种基于压力振荡的页岩气水平井作业方法，通过高压管线分别将泵车和仪表车连接在采油树上，将泵车和仪表车之间通过数据线连接，将混砂车和酸罐车分别通过高压管线连接在泵车上，泵车还通过高压管线连接振荡系统，振荡系统包括信号发生器、伺服机构和柱塞泵，所述振荡系统通过数据线连接压力传感器，压力传感器通过高压管线连接在所述采油树上，所述振荡系统还包括连接在所述柱塞泵上的高压密封阀门。本发明可以使目标储层产生多条扇骨状主裂缝，并在主裂缝上产生延伸长的分叉小裂缝；还可以减小主裂缝的瞬间延伸长度，从而避免压穿水层。

技术领域

本发明属于天然气开采作业装置及方法技术领域，涉及一种基于压力振荡的页岩气水平井作业装置。

背景技术

页岩气是指主体以吸附、游离或溶解方式赋存于页岩及页岩储集层中所夹砂质、粉砂质泥岩地层中的天然气。它与常规天然气物理化学性质完全一样，是填充于页岩裂隙，孔径为几个纳米的微细孔隙及层面内的天然气。由于页岩气通常储层在致密岩层内，开采难度大，成本高；从而通常需要采取增产措施。在对页岩气的开采过程中，通常采用压裂的手段，提高地层的渗透率，使储层中的页岩气更易于流入井筒。

但是，现有的页岩气水平井作业方法通常存在不足之处：由于地层三向主应力的相对大小变化难于预测，现有技术以高压憋压和大排量的工艺进行地层作业时，单一压力作用使地层裂缝单向延伸并容易压穿地下水层，主要裂缝上的分叉小裂缝延伸长度小，又返回主裂缝，从而降低页岩气的开采效率。因此现有技术中亟需一种可以改变地层裂缝形状和提高页岩气采收率的作业装置及方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于压力振荡的页岩气水平井作业装置，解决了现有页岩气水平井存在的裂缝单向延伸导致的页岩气采收率低的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于压力振荡的页岩气水平井作业装置，包括接有多组液体罐的混砂车、酸罐车、泵车和仪表车，通过高压管线分别将所述泵车和所述仪表车连接在采油树上，将所述泵车和所述仪表车之间通过数据线连接，将混砂车和酸罐车分别通过高压管线连接在所述泵车上，在所述仪表车上设有显示压裂动态施工曲线和泵车排量曲线的显示器，所述泵车还通过高压管线连接振荡系统，在所述泵车与所述振荡系统之间的高压管线上还设置有液压阀门，所述振荡系统包括信号发生器、伺服机构和柱塞泵，所述振荡系统通过数据线连接压力传感器，压力传感器通过高压管线连接在所述采油树上，通过所述压力传感器反馈井口压力信号，以启动和运行所述信号发生器，进而由所述伺服机构驱动所述柱塞泵产生振荡压力。

可选的，所述振荡系统还包括连接在所述柱塞泵上的高压密封阀门。

采用上述装置进行的页岩气水平井作业装置进行页岩气采集的方法，具体步骤如下：

步骤一、根据页岩气目标储层的地震资料和地质资料的分析处理结果，确定所述目标储层中水平井段的岩石矿物种类及其含量；

步骤二、根据所述水平井段的岩石矿物种类及其含量，确定用于酸化洗井的洗井液中酸的类型和含量，启动泵车，并通过酸罐车对目标储层进行酸化洗井作业；

步骤三、进行压裂施工准备工作，包括进行压裂施工中的循环、试压和试挤作业；

步骤四、开始压裂施工工作，同时开启振荡系统，并通过压力传感器监测井口回压，振荡系统根据接收压力传感器反馈回来的井口压力信号，来启动和运行信号发生器，信号发生器产生的信号传递给振荡系统中的伺服机构，伺服机构按照接收的信号控制柱塞泵，使柱塞泵产生振荡压力，进而通过泵车反馈至井下流体；

步骤五、在监测井口回压的上升过程中，当回压在0～40Mpa时，每上升5Mpa运行一次振荡系统，当回压上升到40Mpa以后，每上升2Mpa运行一次振荡系统，并监测仪表车上显示的压裂动态施工曲线，当压裂动态施工曲线发生明显形状变化时，持续运行振荡系统10～20分钟后关停系统，并在仪表车上显示的排量曲线稳定后进行加砂作业，加砂作业中所用携砂液由砂支撑剂以及多组液体罐中的压裂液和添加剂按一定比例混合而成；