射流造腔及多段同步爆燃?jí)毫逊椒?br>【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤層氣井壓裂增產(chǎn)方法，尤其涉及一種煤層氣水平井分段壓裂方法，屬于石油鉆探領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]水力壓裂技術(shù)為當(dāng)前煤層氣增產(chǎn)主要應(yīng)用技術(shù)，常用的壓裂液介質(zhì)為水基壓裂液、氣體增能(泡沫壓裂液)和醇基壓裂液。水力壓裂技術(shù)發(fā)展完善，工藝較為成熟，但存在施工周期長，需要排水，設(shè)備復(fù)雜，費(fèi)用較高，往往會(huì)污染煤層的局限，而且產(chǎn)生的裂縫多為單條主裂縫，難以形成網(wǎng)狀裂縫。高能氣體壓裂也在煤層氣開發(fā)中得到應(yīng)用，爆炸沖擊波可以使地層產(chǎn)生更多微裂縫，但存在能量較低，裂縫短等局限。
[0003]CO2是一種常見氣體，將其加溫加壓至臨界點(diǎn)以上(Tc = 31.1°C，Pc = 7.38MPa)時(shí)成為超臨界CO2流體，在地層溫度和壓力條件下，一般750m以上便能使CO2達(dá)到超臨界狀態(tài)。超臨界CO2流體既不同于氣體，也不同于液體，它具有接近于氣體的低黏度和高擴(kuò)散性、接近于液體的高密度以及表面張力為零等特性。國內(nèi)外研究表明，使用超臨界CO2作為壓裂流體，裂縫起裂壓力顯著低于常規(guī)壓裂液起裂壓力。煤層為易水敏儲(chǔ)層，超臨界CO2壓裂流體不含水，不僅不會(huì)使煤層中黏土膨脹，反而可以使致密的黏土砂層脫水，從根本上避免了水敏傷害的發(fā)生，是一種清潔壓裂流體。相對(duì)于常規(guī)壓裂液，超臨界CO2壓裂流體黏度低而擴(kuò)散能力強(qiáng)，表面張力接近為零，所以滲透能力很強(qiáng)，很容易滲入煤層中的孔隙和微裂縫，從而產(chǎn)生大量的微裂縫網(wǎng)絡(luò)。超臨界CO2溶劑化能力強(qiáng)，能夠溶解煤基質(zhì)中部分有機(jī)質(zhì)，如酯、醚、內(nèi)酯類、環(huán)氧化合物等，從而有效擴(kuò)增了煤體孔隙、裂隙，提高了煤體滲透性，使得甲烷能夠更加順暢的流出。絕大部分煤層氣是以吸附狀態(tài)賦存在儲(chǔ)層中的，需要解吸附才能順利產(chǎn)出。實(shí)驗(yàn)研究表明，CO2分子在煤巖中的吸附能力為甲烷分子的1.5?3倍，利用超臨界CO2壓裂煤層氣藏時(shí)，吸附能力更強(qiáng)的CO2會(huì)置換出儲(chǔ)層中的吸附態(tài)甲烷，顯著提高煤層氣藏米收率。
[0004]煤巖滲透率低，應(yīng)力釋放后可增大滲透率，單純壓裂方法難以達(dá)到此目的，利用井下擴(kuò)孔+爆炸+超臨界CO2進(jìn)行煤層壓裂，能夠在爆炸過程中產(chǎn)生更多微裂縫，同時(shí)擴(kuò)孔有利于煤巖應(yīng)力釋放，超臨界CO2可進(jìn)一步溝通裂縫網(wǎng)絡(luò)，能取得較好的增產(chǎn)效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種煤層氣井壓裂增產(chǎn)新方法，其是在煤層氣水平井完鉆后，利用連續(xù)油管下入超臨界CO2旋轉(zhuǎn)射流破巖裝置進(jìn)行多段擴(kuò)孔，隨后利用連續(xù)油管向擴(kuò)孔腔內(nèi)投放固體炸藥，完畢后下入篩管，最后通過地面高壓0)2栗加壓引爆炸藥，利用產(chǎn)生的高能氣體混同超臨界CO2壓裂煤層。該方法能夠使煤層產(chǎn)生多而復(fù)雜的體積裂縫，擴(kuò)孔后爆炸壓裂有助于煤巖應(yīng)力卸載，可有效提高煤巖滲透性，從而提高煤層氣水平井的產(chǎn)能。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種煤層氣水平井超臨界CO2射流造腔及多段同步爆燃?jí)毫逊椒ā?br>[0007]本發(fā)明所提供的煤層氣水平井超臨界CO2射流造腔及多段同步爆燃?jí)毫逊椒梢园ㄒ韵虏襟E:
[0008]連續(xù)油管下入超臨界CO2旋轉(zhuǎn)射流破巖裝置到完鉆的水平井井筒最底端；
[0009]開啟地面CO2高壓栗，進(jìn)行井筒擴(kuò)孔，要保證從旋轉(zhuǎn)射流破巖裝置中噴射出來的CO2為超臨界態(tài)，確保其高效破巖擴(kuò)孔，同時(shí)擴(kuò)孔后腔體的直徑為1.0?1.5米，長度為2?4米；
[0010]第一段擴(kuò)孔完成后，上提旋轉(zhuǎn)射流工具進(jìn)行第二段擴(kuò)孔工作，依此類推完成所有井段擴(kuò)孔工作，段間距為80?100米；
[0011]利用連續(xù)油管下入多級(jí)炸藥，向擴(kuò)孔腔內(nèi)分別投放，隨后下入篩管，支撐井壁；
[0012]通過地面高壓CO2栗加壓引爆炸藥，利用產(chǎn)生的高能氣體混同超臨界CO2壓裂煤層；
[0013]悶井，使超臨界CO2充分作用煤層，并置換吸附狀態(tài)的甲烷；
[0014]安裝井口裝置，逐漸開井，正常生產(chǎn)；
[0015]所述超臨界CO2旋轉(zhuǎn)射流工具通過連續(xù)油管下入。在井口通過增壓栗注入液態(tài)C02，在一定深度后轉(zhuǎn)變?yōu)槌R界狀態(tài)，帶動(dòng)井底工具旋轉(zhuǎn)噴射，造出腔體，并通過向上拖動(dòng)油管實(shí)現(xiàn)多段噴射造腔。
[0016]固體炸藥為壓燃起爆方式，井底壓力大于一定值即可起爆，該壓力需根據(jù)地層破裂壓力進(jìn)行設(shè)定，一般設(shè)置為低于地層破裂壓力0.5?I.0MPao
[0017]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):擴(kuò)孔后爆炸壓裂有助于煤巖應(yīng)力卸載，可有效提高煤巖滲透性;超臨界CO2與高能氣體一起進(jìn)入裂縫，產(chǎn)生更為復(fù)雜的體積裂縫，有效擴(kuò)增了煤體孔隙、裂隙，提高了煤體滲透性，使得甲烷能夠更加順暢的流出；CO2分子能有效置換吸附狀態(tài)的甲烷分子，使其轉(zhuǎn)為游離狀態(tài)，從而更大限度提高煤層氣產(chǎn)量。
【附圖說明】
[0018]以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。
[0019]其中:KO2罐車;2-車載式制冷機(jī)組;3-液態(tài)⑶2儲(chǔ)罐;4-絕熱高壓管線;5-高壓栗組;6-地面加熱器;7-連續(xù)油管卷筒;8-連續(xù)油管;9-連續(xù)油管注入頭；10-井口裝置；11-環(huán)空回壓閥；12-地面；13-井筒；14-煤層；15-超臨界CO2旋轉(zhuǎn)射流裝置；16-圓柱形孔洞；17-炸藥;18-篩管；19-裂縫網(wǎng)絡(luò)
[0020]圖1為下入連續(xù)油管超臨界CO2旋轉(zhuǎn)射流噴射示意圖；
[0021 ]圖2為超臨界CO2旋轉(zhuǎn)射流多段噴射造腔示意圖；
[0022]圖3為連續(xù)油管投放炸藥示意圖；
[0023]圖4為投放炸藥進(jìn)入腔內(nèi)，并下入篩管示意圖；
[0024]圖5為井口增壓引爆炸藥壓裂示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0025]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益結(jié)果有更加清楚的理解，現(xiàn)參照說明書附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行以下詳細(xì)說明，但不能理解為本發(fā)明可實(shí)施范圍的限定。
[0026]實(shí)施例
[0027]本發(fā)明提供的煤層氣水平井超臨界CO2射流造腔及多段同步爆燃?jí)毫逊椒梢园ㄒ韵戮唧w步驟: