[发明专利]一种水平井低温流体分级致裂方法

说明书

本发明公开了一种水平井低温流体分级致裂方法，先采用射孔枪预制出三个裂缝区，然后通过水管注水使水压封堵器充起，从而形成三个密封压裂室；向三个密封压裂室内注满过冷水，最后将低温流体依次流经三个密封压裂室内的内螺纹换热管和外螺纹换热管，在低温流体流经各个密封压裂室时，各个密封压裂室内的过冷水与低温流体发生热交换，此时过冷水的温度快速下降，使水相变成冰体积增大，从而利用其冰胀力对各个密封压裂室进行压裂，持续一定时间后，停止并多次循环，完成过冷水冰胀致裂过程；不仅能有效保证煤岩体的致裂效果及降低水力压裂所需的高压，而且由于过冷水无化学剂添加，因此泄漏后不会对周围环境造成污染。

技术领域

本发明涉及一种水平井低温流体分级致裂方法，属于煤岩体增透技术领域。

背景技术

中国非常规天然气资源丰富，发展潜力大，其中煤层气可采资源量约为10.87×10¹²m³,页岩气可采资源量为15×10¹²～25×10¹²m³，未来10～20年，中国非常规天然气产量将显著增长，在弥补常规油气产量短缺中扮演日益重要的角色。虽然我国非常规天然气资源储量虽大，但储层复杂且致密，储集空间主体为纳米级孔喉系统，局部发育微米～毫米级孔隙。因此，强化增透措施对于开发这类能源至关重要。国外页岩气规模开发的成功，离不开水力压裂增透技术，但同时问题也显露出来，如：压裂液内添加特殊化学试剂，一旦泄露会污染地下水体，并且水力压裂在坚硬地层内启动压力高、水资源大量浪费等。

另外现有水力压裂均是通过高压水对煤岩层进行压裂，因此需要持续较大的高压，才能保证水对煤岩层的持续压裂，这样导致耗能较大；因此如何有效降低水力压裂过程中的耗能及防止泄漏后污染地下水体使本行业的研究方向。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种水平井低温流体分级致裂方法，通过过冷水与低温流体进行热交换，利用过冷水相变产生的冻胀力进行压裂过程，不仅能有效保证煤岩体的致裂效果及降低水力压裂所需的高压，而且由于过冷水无化学剂添加，因此泄漏后不会对周围环境造成污染。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种水平井低温流体分级致裂方法，具体步骤为：

A、先从地面钻井将射孔枪伸入到达水平钻井内，以水平钻井的轴线为中心沿垂直于水平钻井的方向等间距的预制出三个裂缝区，分别为第一裂缝区、第二裂缝区和第三裂缝区；