[发明专利]一种页岩气的采收装置及方法

说明书

本发明实施例公开了一种页岩气的采收装置及方法，涉及能源开采技术领域。包括控制器、孔眼检测机构、固有频率检测机构和振动发生机构，固有频率检测机构检测射孔孔眼所在目的地层的固有频率并发送至控制器，通过人工智能控制，调节振动发生机构的振动频率使所述目的地层发生共振，在共振状态下，诱发吸附在页岩基质表面的甲烷分子发生解吸，增加解吸气量，同时沿页岩层理面，继续产生微小裂隙，并不断向远端延伸。有效地提高该部分页岩的渗透率，进而提高非常规天然气的采收率。还可在岩石内部造成产生压涨的条件，使得岩石内部微孔隙末端继续向内部破裂扩张，形成页岩空隙和裂缝，从而加快页岩气的扩散和解吸过程，以提高页岩气井采收率。

技术领域

本发明实施例涉及能源开采技术领域，具体涉及一种页岩气的采收装置及方法。

背景技术

如何高效低成本地将页岩气从地下采出，已是制约我国页岩气发展的瓶颈。目前我国页岩气开发成本很高，每口水平井成本在6000-8000万元，且不同地层产气能力不一。

中国非常规天然气(页岩气、煤层气等)开发面临很多问题。如何提高单井产量，降低开采成本是我国页岩气(煤层气等)开发目前面临的主要问题，其核心内容为页岩储层的改善。与美国比较，中国页岩气在富集、保存、成藏及物性等各方面存在很大差异。首先，在地质构造方面，我国大陆特别是页岩气资源相对集中的中上扬子地块经历多次地质运动，造成地下断裂十分发育；在沉积方面，我国页岩的R_O(有机质成熟度)远大于美国，即基本都已过了生气窗口，资源潜力不如美国，且大部分页岩的渗透率及孔隙度等指标都不是很理想，同时含气量普遍偏低，且吸附气占主导。这些都严重地制约了我国页岩气开发工作。

目前天然气开采的主要方法仍然是钻孔后下套管，在套管上开设有射孔孔眼，依靠地层内天然气自身压力实现采集，但是由于我国页岩储层存在以上诸多问题，造成页岩气开采的产量低、开采成本高。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种页岩气的采收装置及方法，以解决现有技术中页岩气单井产量低、开采成本高而严重制约我国页岩气开发的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，该页岩气的采收装置包括控制器、孔眼检测机构、固有频率检测机构和振动发生机构，孔眼检测机构、固有频率检测机构和振动发生机构相对固定并分别与控制器连接，固有频率检测机构检测射孔孔眼所在目的地层的固有频率并发送至控制器，控制器调节振动发生机构的振动频率使所述目的地层发生共振。

进一步地，所述的孔眼检测机构包括声波发射换能器和声波接收换能器，所述声波发射换能器与声波接收换能器分别连接控制器。

进一步地，所述的振动发生机构包括振动发射换能器和放电电极，振动发射换能器的输入端与控制器连接，振动发射换能器的输出端与放电电极连接。

进一步地，所述的放电电极通过伸缩机构连接发生换能器。

进一步地，所述的控制器包括地面控制器和井下控制器，所述地面控制器连接固有频率检测机构和振动发生机构，所述井下控制器连接孔眼检测机构，所述地面控制器与井下控制器相互连接。

进一步地，所述的固有频率检测机构为三分量检波器。

进一步地，所述的孔眼检测机构、固有频率检测机构和振动发生机构固定在一个管柱上。

根据本发明实施例的第二方面，该页岩气的采收方法利用页岩气的采收装置，包括以下步骤：

1)、采收装置在井内移动的过程中，孔眼检测机构检测射孔孔眼的位置，检测到射孔孔眼的位置后采收装置固定；