[发明专利]一种人工建造油页岩地下破碎体的方法

说明书

一种人工建造油页岩地下破碎体的方法，涉及油页岩地下原位转化技术领域，该方法是首先钻进水平井，在完成水平井钻进后，采用水力压裂手段对水平井进行分段压裂，压裂完成后在水平井内注入液体炸药，液体炸药进入分段压裂形成的地层裂隙中，利用爆炸产生的能量使地下油页岩层进一步强化产生破碎体，增大油页岩开采层的孔隙度和渗透性，形成地下原位转化破碎体，然后钻进若干口垂直井，此时水平井与垂直井之间的油页岩层产生足够多的传热面积。本发明节约了成本，且可以增加油页岩层的碎石化，较常规压裂手段破碎效果更好，可以明显增加油页岩地层的导热能力，有利于油页岩原位工艺的开展，为实现油页岩的商用提供了条件。

技术领域

本发明属于人工建造油页岩地下破碎体领域，特别涉及一种人工建造油页岩地下破碎体的方法。

背景技术

油页岩资源分布广泛，蕴藏丰富，具有可观的利用价值。油页岩开采技术主要分为地表干馏技术和地下原位开采技术，由于地表干馏技术缺点投资大，高污染等弊端，地下原位开采技术越来越受人们重视。但是天然油页岩层渗透性极低，地下加热效率底，因此在目前油页岩开发中主要采用大型水力压裂技术进行人工造缝，但由于油页岩资源多分布于地壳深部，且储层较薄，因此对压裂的压力要求较高，而目前的压裂技术很难达到原位转化工艺要求，常规水力压裂产生的裂缝孔隙度和渗透率较小，并且不能很准确的控制水力压裂产生裂缝的延伸方向，使压裂的结果产生很大的不确定性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有压裂造缝技术的不足，采用水力压裂手段对水平井进行分段压裂，压裂完成后在水平井内注入液体炸药，液体炸药进入分段压裂形成的地层裂隙中，利用爆炸产生的能量使地下油页岩层进一步强化产生破碎体，增大油页岩开采层的孔隙度和渗透性，形成地下原位转化破碎体，使水平井与垂直井之间的油页岩层产生足够多的传热面积。因此本发明提出一种人工建造油页岩地下破碎体的方法。

本发明的具体实施步骤如下：

1)根据油页岩原位开采项目的具体情况，以及油页岩开采区域的地质资料确定上覆岩体、下卧岩体的位置和各井井位；

2)施工方案确定后开始进行第一阶段作业，施工一口水平井，水平井横卧所要开采的油页岩层，先不进行垂直井的施工工作；

3)待第一阶段钻井作业完成后，进行第二阶段作业，对水平井进行分段压裂，压裂的主方向为水平井轴向，压裂程度达到水平井周围产生裂隙，可以为液态炸药提供作用位置即可；

4)待第二阶段压裂作业完成后，进行第三阶段作业，向水平井内注入液体炸药，注药液线位于下密封板下方一定距离处，将电磁起爆器安装在下密封板上，并将引爆导线引出到井外安全处，在下密封板上方注入一定量的岩粉，并利用上密封板夯实岩粉，密封井口；

5)待步骤4)内准备工作完成后，在地表安全处引爆井下液体炸药，待爆破造缝完成后，在目标油页岩层形成地下破碎体，并检测井下造缝工作能否满足设计要求。

6)待步骤5)内工作完成后，按照设计要求在水平井两侧钻进若干口垂直井，然后下入花管，利于垂直井加热时热量传出。

根据项目情况钻井一口水平井以及若干口垂直井，其中水平井作为开采井，横卧油页岩层，垂直井作为加热井，布于水平井两侧，垂直井间距根据加热需要在几十米不等，水平井与垂直井不同时进行钻进，且不通过钻井方式连通。

布井工作完成后利用水力压裂手段对水平井进行分段压裂，压裂程度达到水平井周围产生裂隙即可。

爆破造缝所用液体炸药，在注入水平井时需具有一定的压力，能够保证液体炸药充满水平井压裂产生的裂隙。

水平井内需下入上、下密封板，且在两密封板间填充岩粉并压实，密封井口上述一种人工建造油页岩地下破碎体的方法，其特征在于：注药液线距下密封板留有一定空隙，增强液体炸药爆破的气楔作用，强化爆破造缝效果。