[发明专利]页岩气开采用纳米颗粒静态爆破剂及其制造方法

说明书

一种页岩气开采用纳米颗粒静态爆破剂，涉及一种页岩气开采领域，爆破剂包括重量份数为80～90的基体材料、重量份数为10～20的晶粒粘结料，基体材料为粒径小于100nm的氧化钙，晶粒粘结料为粒径小于80nm的纳米混合氧化物。方法包括步骤：A、制备混合原料；B、混合：将基体材料、晶粒粘结料及其适量水混合均匀；C、研磨：送入球磨机研磨，得到团聚状的颗粒；D、筛分：筛分，得到20～30目高圆度的颗粒料；E、烧制：将筛分后的颗粒料送入炉窑中烧制，得到页岩气开采用纳米颗粒静态爆破剂。本发明具有爆破膨胀力均匀、爆破时间短、爆破时间稳定、工作效率高、施工简单、安全环保、压裂效果好、成本低等特点，易于推广使用。

技术领域

本发明涉及一种非常规天然气资源页岩气开采领域，特别是一种页岩气开采用纳米颗粒静态爆破剂及其制造方法。

背景技术

页岩气是一种重要的非常规天然气资源，其主体位于暗色泥页岩或高碳泥页岩中，是以吸附或游离状态为主要存在方式聚集于页岩类夹层中。它既是常规能源天然气的潜在替代能源，也是清洁环保新能源。它的主要成分以甲烷为主，是今后大规模应用的新型天然气。由于页岩气成因复杂，造成其储藏形式复杂，大约50存在于裂缝、孔隙及其它储集空间，大约50以吸附状态存在于粘土颗粒及孔隙表面，极少量以溶解状态储存于夹层状的粉砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩中。因此，页岩气储集层渗透率低，气流的阻力比常规天然气大，造成页岩气开采技术难度非常大。但是，由于页岩气储层的比表面比常规砂岩储层大很多，其吸附气量远大于砂岩吸附气量，页岩气能够具有较长的稳产期、较高的累积产气量和较好的开发价值。根据页岩气的成藏规律、储集空间、渗流规律，通过对低渗透的页岩压裂可以开辟天然气流通道，从而达到开采收集页岩气的目的。因此压裂技术成为页岩气开采的重要技术。

目前页岩气等低渗透油气在我国已形成勘探开发的新亮点。实现低渗透油气商业规模的开发利用，主要是提高其产气量和采收率才能降低生产成本，其瓶颈就在于压裂技术或压裂方式方法问题。发明专利CN102168543B、CNl102877823A及CN103161434A公开的技术方法均利用了爆破原理对油气储层进行改造以增加油气采收率，其缺点是采用的是常规的炸药爆破方式，存在使用安全性差等问题。同时这种炸药爆破方式也容易超过岩石的屈服应力并破坏井眼，进而形成岩石压实带，使得爪裂效果受限，适用范围窄。

发明专利CN104005748A公开的页岩气等低渗透油气藏开采的静态爆破压裂方法，与炸药爆破方式相比，实现了爆破无音响、无震动、无毒气排放等优势。但该种静态爆破压裂方法所使用的静态爆破剂是一种石灰系或氧化镁系或钙矾石系粉末状的爆破剂，在实际施工中，需要准确地计量水量对粉末进行拌和，不仅工作效率低，而且水合反应生成的水合热增加了井下孔隙内部蒸气压力而产生喷口现象，导致水蒸气不易穿过装填的空隙，造成爆破时间长、爆破剂受温度影响大、爆破时间不稳定、爆破膨胀力不均匀等问题。因此，页岩气开采用的静态爆破压裂方法，关键在于制造一种高效的适合于页岩气等油气藏开采用的新的静态爆破剂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种爆破时间短且稳定、爆破膨胀力均匀、易于提高工作效率并且安全、环保的页岩气开采用纳米颗粒静态爆破剂及其制造方法。

解决上述技术问题的技术方案是：一种页岩气开采用纳米颗粒静态爆破剂，包括基体材料、晶粒粘结料，所述的基体材料的重量份数为80～90，晶粒粘结料的重量份数为10～20，所述的基体材料为粒径小于100nm的氧化钙，晶粒粘结料为粒径小于80nm的纳米混合氧化物。

本发明的进一步技术方案是：所述的纳米混合氧化物包括按下列重量份数混合在一起的氧化物组分：：Fe₂O₃：0.1～1，Al₂O₃：0.5～2，SiO₂：8～15，MgO：0.5～2，SO₃：0.1～1。

本发明的另一技术方案是：一种页岩气开采用纳米颗粒静态爆破剂的制造方法，该方法包括如下步骤：