[发明专利]用于天然气水合物储层的液态二氧化碳压裂改造的方法

权利要求书

1.一种用于天然气水合物储层的液态二氧化碳压裂改造的方法，其特征在于，基于用于天然气水合物储层的液态二氧化碳压裂改造的装置实施，所述装置包括井筒、压力传感器、液氮供应单元、液态二氧化碳供应单元、含有支撑剂的液态二氧化碳供应单元和压裂泵组，井筒穿过储层上覆岩层到达位于储层上覆岩层和储层下覆岩层之间的天然气水合物储层，井筒包括绝热压裂管柱和套管，绝热压裂管柱设置在套管内，固井作业后套管外形成有水泥环；压裂泵组与绝热压裂管柱相连，压力传感器设置在绝热压裂管柱上，液氮供应单元、液态二氧化碳供应单元和含有支撑剂的液态二氧化碳供应单元分别与压裂泵组相连；

包括以下步骤：

（1）液氮降温预处理：启动液氮供应单元，通过压裂泵组向绝热压裂管柱内注入液氮，对注入的液氮施加压力后关闭井筒进行焖井或通过绝热压裂管柱在井筒内循环液氮；

（2）液态二氧化碳压裂液压裂：启动液态二氧化碳供应单元，采取步进式压裂方法，通过压裂泵组向绝热压裂管柱内注入液态二氧化碳压裂液，对已经通过液氮预处理后增脆的地层实施压裂改造，当地层发生破裂后，继续注入液态二氧化碳，使压裂形成的裂缝继续向前扩展；该步骤（2）具体为：首先通过压裂泵组向绝热压裂管柱内注入液体二氧化碳并对其施加压力，并通过压力传感器获取井筒内的当前压力，当压力发生突降时，表明地层发生第一次破裂；当地层发生第一次破裂后，液体二氧化碳流入地层内并进入地层深处，通过与地层进行热量交换，发生气化并体积膨胀使地层发生第二次破裂，同时二氧化碳气体向裂缝中流动，压力降低；当压力传感器检测井筒内的当前压力小于预定值时，再次向绝热压裂管柱内注入液态二氧化碳增加提高第二次破裂效果，所述压力预定值是能够使地层发生第二次破裂的压力；

（3）携带有支撑剂的液态二氧化碳压裂液压裂：在步骤（2）结束后启动含有支撑剂的液态二氧化碳供应单元，通过压裂泵组注入携带有支撑剂的液态二氧化碳压裂液压裂，继续对储层进行压裂改造；

（4）重复步骤（2）、（3），直至完成余下天然气水合物储层的压裂改造，达到预计压裂规模。

2.根据权利要求1所述的一种用于天然气水合物储层的液态二氧化碳压裂改造的方法，其特征在于，所述绝热压裂管柱选用真空隔热油管。

3.根据权利要求1所述的一种用于天然气水合物储层的液态二氧化碳压裂改造的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述支撑剂为密度与液态二氧化碳相适应的低密度支撑剂。