[发明专利]深部干热岩高低温流体交替喷射辅助水力压裂造缝的方法有效

专利信息
申请号: 201810722680.6 申请日: 2018-07-04
公开(公告)号: CN108979609B 公开(公告)日: 2019-05-28
发明(设计)人: 宋先知;李根生;黄中伟;田守嶒;史怀忠;王海柱;盛茂;张逸群;杨睿月;谢昕;陈畅畅 申请(专利权)人: 中国石油大学(北京)
主分类号: E21B43/26 分类号: E21B43/26
代理公司: 北京三友知识产权代理有限公司 11127 代理人: 党晓林;刘鑫
地址: 102249*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 裂缝 水力压裂 造缝 交替喷射 干热岩 高低温 微裂缝 微裂隙 流体 深部 生产井 高温高压流体 水基压裂液 冲击作用 多级压裂 反复循环 高效换热 高压作用 裂缝表面 热力作用 射流产生 温差产生 热效率 裂隙 低温水 顶替液 裂缝带 裂缝群 热应力 携砂液 支撑剂 注入井 构建 关井 井网 温差 岩石 网络
【权利要求书】:

1.一种深部干热岩高低温流体交替喷射辅助水力压裂造缝的方法,其包括以下步骤:

步骤一,选取干热岩开发区域,在该区域进行生产井和注入井的井网布置,通过注入井将水基压裂液注入到干热岩储层中,形成主裂缝;

步骤二,向注入井中下入连续油管,所述连续油管底部设置有燃料反应腔,向燃料反应腔中注入液态燃料和低温水并通入空气,对燃料反应腔进行点火操作,燃料在燃料反应腔中燃烧产生高温高压流体,通过热力射流喷嘴注入到主裂缝中;当岩石表面温度升高到预定值后,停止燃烧反应;然后通过热力射流喷嘴向主裂缝中注入低温水,使岩石表面温度降至预定值后,以较短的交替时间向主裂缝交替进行高温高压流体的注入和低温水的注入;通过极大温差的热力作用和射流产生的冲击作用使主裂缝表面的岩石产生微裂隙;

步骤三,取出连续油管,再次向主裂缝中注入水基压裂液进行二次压裂,促使微裂隙在低温水基压裂液和储层的高压作用下进一步扩张,形成二级微裂缝;

步骤四,反复循环步骤二和步骤三,形成更多的微裂缝,微裂缝相互之间形成缝网,直至主裂缝和微裂缝相互搭接连通,最终使注入井与生产井之间形成一个渗透性强、热交换面积大的裂缝群和/或裂缝带;

步骤五,将混合均匀的携砂液和支撑剂泵入到主裂缝中,随后泵入顶替液,使支撑剂均匀分布于主裂缝内,关井完成造缝。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述生产井与所述注入井之间的井间距为500-1000m;所述井网布置类型包括面积井网、排状井网或不规则井网。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤二中,对燃料反应腔进行点火操作使燃料在燃料反应腔中燃烧产生高温高压流体的具体操作为:

通过燃料反应腔内与外部电缆相连的电阻丝加热燃料反应腔,使腔体内的流体达到400℃以上的高温,注入井内目标储层的压力为20MPa以上,低温水在高温高压下产生超临界水,溶解空气和液态燃料产生燃烧反应并产生高温高压流体;

所述燃料反应腔内的高温高压流体的高温为400℃以上;高压为20MPa以上;

所述燃料反应腔连接有1个、2个或4个热力射流喷嘴。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤二中,所述低温水的注入量小于步骤一中压裂液的注入量;所述高温高压流体的注入量小于步骤一中压裂液的注入量;

岩石表面温度升高到的预定值高于390℃;

岩石表面温度降低至的预定值低于储层温度10℃以上;

交替时间为5-30分钟;

循环交替次数大于6次,在坚硬地层,高温高压流体和低温水交替注入的交替次数可酌情增加。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤二中,所述低温水的注入量小于压裂液注入量的一半。

6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,步骤二中,所述高温高压流体的注入量小于压裂液注入量的一半。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,每次压裂完成后,均通过井口缓慢降压并排除压裂液;

返排的压裂液经固相过滤设备和降温设备后,回收至储水罐中用于再次压裂。

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,液态燃料包括煤油、柴油和甲醇中的一种或多种的组合;所述携砂液包括水基携砂液和/或油基携砂液;所述支撑剂包括陶粒、石英砂和树脂包砂中的一种或多种的组合;所述顶替液包括盐水和/或聚合物溶液。

9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤二中,向注入井中下入连续油管时,还包括在下入连续油管前,对井口进行降压的步骤;以及下入连续油管后,座封封隔器并排出井下多余流体的步骤;

所述注入井的上部地层采取具有隔热性质的套管封固或采取进行隔热措施后的套管封固。

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