[发明专利]一种通过爆炸方式增加页岩气采收率的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及增加页岩气采收率的方法及装置，特别涉及通过爆炸方式增加页岩气采收率的方法及装置。

背景技术

页岩气是一种新兴的洁净能源，因其储量大、开采周期长等特点而倍受关注。然而作为储气载体的页岩体因其天然孔隙率小，渗透率低，95%的页岩气井需要通过人工致裂的方式增加页岩体渗透率，方可有工业开采价值。

目前，人工致裂的方法主要包括两类：一是水力压裂方法、二是泡沫压裂方法。水力压裂方法主要通过向钻孔中注入高压液体达到致裂岩层的目的。按照具体的压裂工艺，水力压裂方法包括多级压裂、清水压裂、水力喷射压裂等三种。多级压裂是利用封堵球或限流技术分隔储层不同层位进行分段压裂的技术。清水压裂是利用大量清水注入地层诱导产生导流裂缝的压裂技术。水力喷射压裂是利用高速和高压流体携带砂体进行射孔并打开裂缝的压裂技术。泡沫压裂方法主要通过向钻孔内注入高压的液气混合体达到致裂岩层的目的。根据气体成分的不同，泡沫压裂方法可以分为氮气泡沫压裂及二氧化碳泡沫压裂等两种。水力压裂方法及泡沫压裂方法在页岩层压裂过程中均存在难以克服的缺点：一是压裂液中均配备有大量化学药剂，对地层损害大；二是压裂后期主裂缝贯通后，压裂液的漏失较为严重；三是压裂液的反排较慢。最主要的，页岩气的赋存形式以吸附气为主，只有通过破碎的方法增加页岩体的比表面积，才能增加吸附气体的解析量，而上述两类压裂方法主要通过贯通岩体中的天然裂隙达到增产的目的，这与页岩气自身的赋存特性是不一致的。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种通过粉碎页岩体提高页岩气采收率的方法及装置。

一种通过爆炸方式增加页岩气采收率的装置，所述装置设置在页岩气井裸眼中，包括输药起爆装置和气体输送装置，其中输药起爆装置用于将其周围的页岩崩裂，气体输送装置将由被崩裂的页岩中渗出的页岩气输送到地面。

进一步，所述输药起爆装置包括：下隔离装置、高强度连接柱、中隔离装置、输药管、起爆电路和起爆装置；所述下隔离装置和中隔离装置通过高强度连接柱连接，在下隔离装置的上表面与中隔离装置下表面上间隔设置若干个起爆装置，起爆装置通过设置在高强度连接柱内的起爆电路与地面控制装置连接；并通过地面控制装置控制起爆装置的起爆；输药管用于向输药起爆装置的爆炸致裂区中输入炸药。

进一步，所述输药起爆装置包括：下隔离装置、高强度连接柱、中隔离装置、起爆电路、起爆装置和侧壁；所述下隔离装置和中隔离装置通过高强度连接柱连接，所述侧壁与下隔离装置和中隔离装置组成一个封闭空间，并在该空间内设置炸药；下隔离装置的上表面与中隔离装置下表面上间隔设置若干个起爆装置，起爆装置通过设置在高强度连接柱内的起爆电路与地面控制装置连接；并通过地面控制装置控制起爆装置的起爆。

进一步，所述高强度连接柱的数量为3-6个，优选为4个。

进一步，所述起爆装置的数量为可为3-6个，优选为4个。

进一步，所述气体输送装置包括：中隔离装置、上隔离装置、油气管、孔状进气管；上隔离装置与中隔离装置之间设置有孔状进气管，孔状进气管的一端设置在中隔离装置的通孔中，另一端设置在上隔离装置上的通孔中；孔状进气管为带有若干进气孔的管，油气管的一端设置在上隔离装置的通孔中，另一端与地面集气装置相连。

进一步，所述下隔离装置、高强度连接柱、中隔离装置、上隔离装置、输药管、油气管、孔状进气管均采用金属材料。

进一步，所述起爆装置包括电雷管、数码雷管；所述起爆方式包括电起爆、数码起爆；所述炸药包括液体炸药、固体炸药。

一种通过爆炸方式增加页岩气采收率的方法，在页岩气富集区内设置裸眼井，并在裸眼井中的指定位置设置爆炸致裂区和气体采集区；两区相临，但相互隔离，将所述爆炸至裂区内的炸药引爆后，将所述裸眼井侧壁崩裂；页岩气从爆炸致裂区经过裸眼井侧壁岩体缝隙进入到气体采集区，并输送至地表。

进一步，在裸眼井壁的爆炸致裂区预设裂缝，爆炸致裂区爆炸后导致所述预设裂缝失稳扩展并迅速贯通形成页岩破碎带，破碎带内的页岩碎片解析出页岩气，页岩气从爆炸致裂区经过裸眼井侧壁岩体缝隙进入到气体采集区，并输送至地表。

本发明的优点在于：通过改变爆炸致裂区的药量，可以增加页岩体破碎区域的范围；通过改变高强度连接柱的长度，可以增加爆炸致裂区的装药量；通过改变带孔进气管的长度，可以增加气体采集区的范围。与水力压裂及泡沫压裂相比，爆炸致裂可以产生一定区域的页岩体破碎带，增加页岩体的总比表面积，从而增加了页岩气的解析速率。

附图说明