[发明专利]一种油页岩原位开采的布井及地层处理方法

说明书

本发明公开了一种油页岩原位开采的布井与地层处理方法，在油页岩开采区域范围内，布设两口水平井和六口竖井；竖井均布在油页岩开采区域的两侧，第一水平井与第二水平井成斜对称方式，第一水平井与第二水平井分别钻穿至油页岩的上顶板和下底板。第一水平井与第二水平井在水平、竖直方向均有距离且呈镶嵌状态；采用水力喷射的方式分别对第一水平井与第二水平井喷射出分支井。对于第一水平井和第二水平井，分别使用水力喷射钻具向下方和上方定向喷射出3个在油页岩地层内的分支井；最后，采用水力压裂的方式将第一水平井的分支井、第二水平井的分支井和所有竖井压裂贯通，使其裂缝更加发育，孔隙度与渗透性能进一步提高。

技术领域

本发明涉及油页岩原位裂解开采领域，特别涉及一种油页岩原位开采的布井与地层处理方法。

背景技术

实现油页岩原位开采的关键是在井下完成干酪根的裂解，通常油页岩层位于沉积盆地的上顶板与下底板之间，岩层比较致密，而且渗透性与孔隙度相对较低。因此，设法提高油页岩层的渗透性与孔隙度，可以有效提高油页岩原位裂解的质量以及油气采收率。目前油页岩的原位开采主要研究的是其开采方法与加热方法（如：CN 103321618 A），或者是地下加热器与加热系统等（如：CN104775801A；CN204457711U等）。对于油页岩开采的布井方式与地层处理方法的研究相对较少，而布井方式与地层处理方法的合理性与科学性，将直接影响油页岩的原位裂解质量与采收率。因此本发明就提高油页岩井下裂解质量与采收率为目标，对油页岩地层的处理方法与布井方式给出科学合理的解释。

发明内容

针对油页岩原位裂解开采的施工过程中，油页岩原生矿层岩石致密，孔隙性与渗透率低的问题，为有效节省材料、节约能源和坚持可持续利用的原则，本发明提供一种合理而科学的油页岩原位裂解开采的布井与地层处理方式，以提高油页岩原位裂解的质量与采收率。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

确定油页岩地层的埋藏深度，确定油页岩上顶板与下底板的位置。采用水平井的钻井方式分别在所要开采的范围内钻两口水平井，分别为第一水平井1和第二水平井2，均作为开采井。第二水平井2穿过整个油页岩地层并位于油页岩层的下底板，第一水平井1穿过油页岩层的上覆地层并位于油页岩层的上顶板；

第一水平井1与第二水平井2成斜对称方式，即第二水平井2与第一水平井1在水平方向相距一段距离，第一水平井1与第二水平井2在竖直方向也相距一段距离，第一水平井1位于油页岩原位开采地层的上顶板左侧，距离开采区域左侧边缘20m；第二水平井2位于油页岩原位开采下底板右侧，距离开采区域右侧边缘20m；

在第一水平井1的左侧距离油页岩开采区域边缘10m处布设3口竖井，分别为竖井第一31、第二竖井32、第三竖井33，第一竖井31与第二竖井32之间的距离为60m、第二竖井32与第三竖井33之间的距离为60m；在第二水平井2的右侧距离油页岩开采区域边缘10m处布设3口竖井，分别为竖井第四34、第五竖井35、第六竖井36，第三竖井33与第四竖井34之间的距离为60m、第四竖井34与第五竖井35之间的距离为60m、第五竖井35与第六竖井36之间的距离为60m；

作为上述技术方案的优选，采用水力喷射的方式分别对第一水平井1与第二水平井2喷射出分支井。对于第一水平井1，使用水力喷射钻具向下定向喷射出3个在油页岩地层内的分支井；对于第二水平井2，使用水力喷射钻具向上定向喷射出3个在油页岩地层内的分支井，第一水平井1与第二水平井2的分支井呈镶嵌状态；

作为上述技术方案的优选，本发明采用水力压裂的方式将第一水平井1的分支井与第二水平井2的分支井压裂贯通使其裂缝更加发育，孔隙度与连通性能进一步提高。

本发明的工作原理和过程：