專利名稱：液化氮氣在油氣層內(nèi)氣化壓裂方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油氣田開采技術(shù)。
背景技術(shù)：
對于滲透率較低的油氣層，一般都需要通過壓裂來提高滲透率。應(yīng)用最廣泛的壓裂方法是水力壓裂，其次是高能氣體壓裂。水力壓裂就是將高壓水注入地層中，在地層中產(chǎn)生裂縫，并用支撐劑阻止裂縫閉合。水力壓裂在砂巖、灰?guī)r等油氣層應(yīng)用效果良好。在頁巖、泥巖和煤層，由于巖石中含有大量的粘土礦物，粘土礦物遇水后，水化膨脹，容易堵死壓開的裂縫，增產(chǎn)效果不好。另外， 在缺水地區(qū)，耗水量較大的水力壓裂、特別是每次耗水?dāng)?shù)萬方的水力壓裂，對資源、對環(huán)境都是一個不小的壓力。有些國家，例如法國，禁止水力壓裂。為此，需要不耗水或少耗水的壓裂技術(shù)。高能氣體壓裂是利用火藥或火箭推進(jìn)劑在井筒中快速燃燒產(chǎn)生的大量的高溫高壓氣體在產(chǎn)層上壓出輻射狀多裂縫體系，改善近井地帶的滲透性能，從而增加油氣井產(chǎn)量和注水井注入量的一項增產(chǎn)措施。前蘇聯(lián)把高能氣體壓裂稱為熱氣化學(xué)處理，在美國也稱作脈沖壓裂、多裂縫壓裂。該技術(shù)不耗水，也沒有粘土水化膨脹問題，但只適用于近井區(qū)域。頁巖氣逐漸成為能源生產(chǎn)的重點。開發(fā)頁巖氣，必須進(jìn)行大規(guī)模壓裂。用水力壓裂，可以實現(xiàn)大規(guī)模，但有粘土水化膨脹和部分地區(qū)水資源短缺的問題。高能氣體壓裂，沒有水化膨脹問題，但只能處理近井區(qū)域，不符合工藝要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種既能夠產(chǎn)生大規(guī)模壓裂效果、又沒有粘土水化膨脹問題、不消耗水、沒有環(huán)境污染的液化氮氣在油氣層內(nèi)氣化壓裂方法。本發(fā)明主要是采用將臨界點為126. 2K, 3390kPa，三相點為63. 15K, 12. 46kPa的液化氮氣作為壓裂液壓入地層的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
在打入地下油氣層的套管中插入隔熱油管，該隔熱油管最好是雙層的，在該隔熱油管中的兩個封隔器中間部位左右各設(shè)有開口，在套管上用射孔槍打油若干孔眼，將液化氮氣作為壓裂液通過隔熱油管和射出的孔眼壓入地層的裂縫中。在地面或井下關(guān)井、燜井。液化氮氣在地層內(nèi)吸熱、氣化，裂縫內(nèi)流體壓力增加，巖石溫度降低體積收縮，使裂縫擴(kuò)展。直至地層恢復(fù)到原始溫度為止。為了阻止裂縫閉合，可以在液化氮氣壓裂液中加入支撐劑。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(1)沒有粘土水化膨脹問題；(2)不受水資源限制；(3)沒有環(huán)境污染；(4)可實現(xiàn)大規(guī)模壓裂。最適合頁巖氣、煤層氣、致密砂巖氣、 低滲油藏的開發(fā)。


圖1是本發(fā)明液化氮氣在油氣層內(nèi)氣化壓裂方法示意圖。圖中1-套管，2-隔熱油管，3-地層，4-封隔器，5-射出的孔，6-氮氣，7-液化氮氣。
具體實施例方式在圖1所示的液化氮氣在油氣層內(nèi)氣化壓裂方法的示意圖中，在打入地下油氣層 3的套管1中插入雙層隔熱油管2，在該隔熱油管中的兩個封隔器4中間部位左右各設(shè)有開口，在套管上用射孔槍打油若干孔眼5，從地面將液化氮氣7通過隔熱油管和射出的孔眼壓入地層的裂縫中。在地面或井下關(guān)井、燜井。液化氮氣在地層內(nèi)吸熱、氣化，裂縫內(nèi)流體壓力增加，巖石溫度降低體積收縮，使裂縫擴(kuò)展。直至地層恢復(fù)到原始溫度為止。為了阻止裂縫閉合，可以在液化氮氣壓裂液中加入支撐劑。
權(quán)利要求
1.一種液化氮氣在油氣層內(nèi)氣化壓裂方法，在打入地下油氣層的套管中插入隔熱油管，在該隔熱油管中的兩個封隔器中間部位左右各設(shè)有開口，在套管上用射孔槍打油若干孔眼，其特征在于將臨界點為126. 2K, 3390kPa，三相點為63. 15K, 12. 46kPa的液化氮氣壓裂液通過隔熱油管和射出的孔眼壓入地層的裂縫中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液化氮氣在油氣層內(nèi)氣化壓裂方法，其特征在于上述隔熱油管是雙層的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種液化氮氣在油氣層內(nèi)氣化壓裂方法，其特征在于可以在液化氮氣壓裂液中加入支撐劑。
全文摘要
一種液化氮氣在油氣層內(nèi)氣化壓裂方法，其主要是在打入地下油氣層的套管中插入隔熱油管，在該隔熱油管中的兩個封隔器中間部位左右各設(shè)有開口，在套管上用射孔槍打油若干孔眼，將液化氮氣作為壓裂液通過隔熱油管和射出的孔眼壓入地層的裂縫中。在地面或井下關(guān)井、燜井。液化氮氣在地層內(nèi)吸熱、氣化，裂縫內(nèi)流體壓力增加，巖石溫度降低體積收縮，使裂縫擴(kuò)展。直至地層恢復(fù)到原始溫度為止。本發(fā)明沒有粘土水化膨脹問題，不容易堵塞出氣孔；不受水資源限制；沒有環(huán)境污染；可實現(xiàn)大規(guī)模壓裂。最適合頁巖氣、煤層氣、致密砂巖氣、低滲油藏的開發(fā)。
文檔編號E21B43/27GK102493795SQ20111036132
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者李子豐 申請人:燕山大學(xué)