[发明专利]一种深部页岩储层原位甲烷燃爆多级脉冲压裂方法

说明书

本发明公开一种深部页岩储层原位甲烷燃爆多级脉冲压裂方法，该方法所使用的装置包括聚能射孔装置、燃爆机构和助燃剂，具体操作步骤为：a、预裂孔的形成：预先将聚能射孔装置投放于井筒内的页岩气待开采段进行射孔处理，利用聚能射流效应预先启裂若干条裂缝，启裂若干条裂缝后形成待压裂段，待压裂段页岩储层中渗出解析甲烷；b、燃爆机构投放：完成步骤a后，先将助燃剂充入燃爆机构内，再将含有助燃剂的燃爆机构投放到待压裂段。本发明能够实现利用助燃剂与原位解析甲烷燃爆迅速产生高温、高压气体在深地页岩储层中产生压力脉冲冲击压裂储层，提高对页岩储层的改造效果，从而大幅提升页岩气开采产能。

技术领域

本发明涉及深部页岩气开采领域技术领域，特别是涉及一种深部页岩储层原位甲烷燃爆多级脉冲压裂方法。

背景技术

当前页岩气井主要采用水平井分段多簇间隔压裂技术，通过在井下产生瞬态、高能量的冲击波,形成高温、高压的作用时间区域,并以一定的增压速度加载于地层,将地层及堵塞介质压裂开,在深地水平井周围地带可以形成多条不受地应力控制的径向多裂缝体系,爆生气体进入裂缝中可以进一步增加裂缝的延伸，以此来提高页岩储层裂隙发育、扩展，同时增加页岩气的析出、扩散、渗流能力，进而增大井周页岩储层的改造体积，提高水平井的产能。但在深层、致密、高应力的条件下，采用火药进行高能气体压裂存在火工品安全性能差、裂缝拓展规模小的问题，而采用水力压裂技术则难以形成有效缝网。从而使得对页岩储层改造差，导致开采页岩气产能低。

发明内容

本发明的目的是提供一种深部页岩储层原位甲烷燃爆多级脉冲压裂方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现利用助燃剂与原位解析甲烷燃爆迅速产生高温、高压气体在深地页岩储层中产生压力脉冲冲击压裂储层，提高对页岩储层的改造效果，从而大幅提升开采页岩气产能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种深部页岩储层原位甲烷燃爆多级脉冲压裂方法，该方法所使用的装置包括聚能射孔装置、燃爆机构、助燃剂、井筒和甲烷浓度传感，具体操作步骤为：

a、预裂孔的形成：预先将聚能射孔装置投放于井筒内的页岩气待开采段进行射孔处理，利用聚能射流效应预先启裂若干条裂缝，启裂若干条裂缝后形成待压裂段，待压裂段页岩储层中渗出解析甲烷；

b、燃爆机构投放：完成步骤a后，先将助燃剂充入燃爆机构内，再将含有助燃剂的燃爆机构投放到待压裂段；

c、燃爆：完成步骤b的燃爆机构投放后，首先通过甲烷浓度传感器检测到解析甲烷时，通过燃爆机构释放助燃剂，助燃剂与井筒中析出的解析甲烷进行预混，当燃爆机构检测到混合气体中的解析甲烷浓度达到预先设定浓度时进行燃爆作业；

d、重复步骤a-c，直至完成对页岩储层的多级压裂。

优选的，所述步骤b中，所述燃爆机构包括支撑部和燃爆部，所述支撑部与所述燃爆部固定连接，所述支撑部包括支撑板，所述支撑板顶端固定安装有助燃剂存储罐，所述助燃剂位于所述助燃剂存储罐内，所述支撑板底端固定安装有油雾喷嘴，所述油雾喷嘴贯穿所述支撑板并与所述助燃剂存储罐连通。

优选的，所述燃爆部包括与所述支撑板底端固定连接的高能点火器。

优选的，所述甲烷浓度传感器与所述支撑板底端固定连接，所述甲烷浓度传感器分别与所述油雾喷嘴和所述高能点火器电性连接。

优选的，所述支撑板底端固定连接有筛管，所述油雾喷嘴位于所述筛管内。

优选的，所述支撑板上固定连接有支架，所述支架与所述筛管底端固定连接。

优选的，所述助燃剂为正氧或者零氧平衡氧化剂物质。

优选的，所述支撑板顶端固定连接有投放回收装置。

本发明公开了以下技术效果：