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专利号: 2021107554427
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种水平分支井燃爆压裂促进竖井页岩气开采的方法,其特征在于,具体步骤为:A、从地面向距离最近的所需开采页岩储层打设竖井,直至竖井达到该页岩储层的最深处停止,并在打设竖井过程中将套管安装到竖井内,完成竖井的设置工作;

B、采用定向钻机伸入竖井并达到页岩储层所在位置,从竖井向页岩储层范围内打设多个水平分支井,并在每个水平分支井内采用套管和筛管组合进行支护,其中套管一端与竖井连接、另一端与筛管一端连接;所述筛管上开设多个网孔;

C、先向其中一个水平分支井内安装首个燃爆封孔器,燃爆封孔器固定在水平分支井的筛管内,使其与水平分支井的最深处之间形成封孔段;燃爆封孔器上设有检测装置、点火头和进气管,进气管穿过燃爆封孔器,其中处于封孔段的进气管一端装有单向气阀,单向气阀的进气口与进气管一端连接;进气管另一端设有连接头,进气管通过连接头与高压注气管连接,高压注气管另一端伸出竖井与地面上的气体增压泵的出气口连接,气体增压泵的进气口与储气室的出气口连接;检测装置和点火头均固定在燃爆封孔器上并处于封孔段内,检测装置和点火头均通过通讯线与地面的控制中心连接,所述检测装置包括温度传感器、气压传感器和气体浓度传感器,完成燃爆压裂系统的组装;

D、打开储气室阀门并启动气体增压泵,将燃爆气体持续从储气室依次经过气体增压泵、高压注气管和进气管并使单向气阀受压打开后进入封孔段,此时控制中心通过检测装置实时采集封孔段内的温度、气压和气体浓度,当采集的实时温度、实时气压和实时气体浓度达到爆炸所需值时,停止气体增压泵并关闭储气室阀门,此时单向气阀自动关闭,接着将高压注气管与连接头分离;完成后控制中心控制点火头点火,从而引发封孔段内的燃爆气体发生爆炸,气体爆炸产生的高温高压气体和爆轰冲击波,通过筛管上的网孔对周围页岩进行一次冲击压裂过程,待本次爆炸结束后,重复步骤C在距离首个燃爆封孔器一段距离的位置再设置一个燃爆封孔器,两个燃爆封孔器之间再次形成封孔段;然后重复步骤D,完成该封孔段的一次冲击压裂过程;如此重复多次,直至燃爆封孔器达到套管与筛管的连接处停止,采用后退式燃爆压裂使该水平分支井周围形成裂隙网络;

E、重复步骤C和D,依次使最近的所需开采页岩储层内的各个水平分支井周围均形成裂隙网络,完成后,通过竖井对该页岩储层进行页岩气的抽采工作;

F、当最近的所需开采页岩储层内的页岩气抽采殆尽后,如下方还有所需开采页岩储层,则重复步骤A至E对下方的所需开采页岩储层进行页岩气的抽采工作。

2.根据权利要求1所述的一种水平分支井燃爆压裂促进竖井页岩气开采的方法,其特征在于,所述各个水平分支井交错分布,且各个水平分支井的长度为50m;各个水平分支井内距离竖井为10m的范围内采用套管,其余部分采用筛管。

3.根据权利要求1所述的一种水平分支井燃爆压裂促进竖井页岩气开采的方法,其特征在于,所述燃爆气体为甲烷和氧气的混合气体。

4.根据权利要求1所述的一种水平分支井燃爆压裂促进竖井页岩气开采的方法,其特征在于,所述控制中心为计算机。