[发明专利]液化氮气在油气层内气化压裂方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油气田开采技术。

背景技术

对于渗透率较低的油气层，一般都需要通过压裂来提高渗透率。应用最广泛的压裂方法是水力压裂，其次是高能气体压裂。

水力压裂就是将高压水注入地层中，在地层中产生裂缝，并用支撑剂阻止裂缝闭合。水力压裂在砂岩、灰岩等油气层应用效果良好。在页岩、泥岩和煤层，由于岩石中含有大量的粘土矿物，粘土矿物遇水后，水化膨胀，容易堵死压开的裂缝，增产效果不好。另外，在缺水地区，耗水量较大的水力压裂、特别是每次耗水数万方的水力压裂，对资源、对环境都是一个不小的压力。有些国家，例如法国，禁止水力压裂。为此，需要不耗水或少耗水的压裂技术。

高能气体压裂是利用火药或火箭推进剂在井筒中快速燃烧产生的大量的高温高压气体在产层上压出辐射状多裂缝体系，改善近井地带的渗透性能，从而增加油气井产量和注水井注入量的一项增产措施。前苏联把高能气体压裂称为热气化学处理，在美国也称作脉冲压裂、多裂缝压裂。该技术不耗水，也没有粘土水化膨胀问题，但只适用于近井区域。

页岩气逐渐成为能源生产的重点。开发页岩气，必须进行大规模压裂。用水力压裂，可以实现大规模，但有粘土水化膨胀和部分地区水资源短缺的问题。高能气体压裂，没有水化膨胀问题，但只能处理近井区域，不符合工艺要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既能够产生大规模压裂效果、又没有粘土水化膨胀问题、不消耗水、没有环境污染的液化氮气在油气层内气化压裂方法。本发明主要是采用将临界点为126.2K,3390kPa，三相点为 63.15K,12.46kPa的液化氮气作为压裂液压入地层的方法。

本发明的技术方案如下：

在打入地下油气层的套管中插入隔热油管，该隔热油管最好是双层的，在该隔热油管中的两个封隔器中间部位左右各设有开口，在套管上用射孔枪打油若干孔眼，将液化氮气作为压裂液通过隔热油管和射出的孔眼压入地层的裂缝中。在地面或井下关井、焖井。液化氮气在地层内吸热、气化，裂缝内流体压力增加，岩石温度降低体积收缩，使裂缝扩展。直至地层恢复到原始温度为止。为了阻止裂缝闭合，可以在液化氮气压裂液中加入支撑剂。

本发明与现有技术相比具有如下优点：（1）没有粘土水化膨胀问题；（2）不受水资源限制；（3）没有环境污染；（4）可实现大规模压裂。最适合页岩气、煤层气、致密砂岩气、低渗油藏的开发。

附图说明

图1是本发明液化氮气在油气层内气化压裂方法示意图。

图中：1-套管，2-隔热油管，3-地层，4-封隔器，5-射出的孔，6-氮气，7-液化氮气。

具体实施方式

在图1所示的液化氮气在油气层内气化压裂方法的示意图中，在打入地下油气层3的套管1中插入双层隔热油管2，在该隔热油管中的两个封隔器4中间部位左右各设有开口，在套管上用射孔枪打油若干孔眼5，从地面将液化氮气7通过隔热油管和射出的孔眼压入地层的裂缝中。在地面或井下关井、焖井。液化氮气在地层内吸热、气化，裂缝内流体压力增加，岩石温度降低体积收缩，使裂缝扩展。直至地层恢复到原始温度为止。为了阻止裂缝闭合，可以在液化氮气压裂液中加入支撑剂。