[发明专利]一种页岩气的开采方法及系统

说明书

一种页岩气的开采方法及系统，该方法为向页岩气储层内注入夹带有支撑剂颗粒的推进剂，推进剂在水平井内进行可控燃烧，燃烧产生的热量会传递到页岩气储层，提高页岩气的自由能并降低分子间的相互作用力，使吸附于页岩基质孔隙网络中的甲烷等气体脱附，并使固体干酪根热解产生热解气，从而获得页岩气，支撑剂则保证生成的裂缝处于开启状态，有利于页岩气在储层内的流动和收集；该系统包括注气模块，集气模块和气体输入量调节模块。本发明结构简单，实施方便，通过控制输入推进剂的量来控制燃烧的进行，易于操作；在密封的水平井内进行燃烧，燃烧稳定，火焰不进入竖井，安全可靠；燃烧产物为二氧化碳，水和氮气等，对环境污染小。

技术领域

本发明属于页岩气开采技术领域，尤其涉及一种页岩气的开采方法及系统。

背景技术

页岩气储层是一种烃源岩，在地质时期保留了碳氢化合物，是一种高效清洁的能源，主要成分是甲烷等气体。页岩气是指赋存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气，是连续生成的生物化学成因气、热成因气或二者的混合。页岩气以多种形式存在于页岩气储层中，以游离态存在于天然裂缝和孔隙中，以吸附态存在于干酪根、黏土颗粒表面，还有以溶解状态储存于干酪根和沥青质中。其中，绝大多数页岩气以吸附态和游离态存在于页岩气储层中。

我国的页岩气资源储量十分丰富，技术可采资源量为36万亿立方米，有着巨大的商业价值。然而，页岩气储层的特性(例如：孔隙度低，渗透率低等问题)使页岩气在储层内的流动阻力较大，不利于页岩气的产出。同时，我国页岩气埋藏深度大，产气区多为水资源匮乏地区(如新疆、川南等)。这些问题的存在限制了传统的水力压裂技术在我国的应用。同时，水力压裂技术会对土壤和地下水造成污染，不是最为理想的开采方式。目前，有很多学者对页岩气的开采方式进行了探究。但大多都存在着极为明显的弊端，例如，通过微波加热页岩气储层来提高产气量的，也有使用爆炸的方式来提高储层渗透率的。但这些方法都存在着安全隐患或者效率低下的缺点。

因此，有必要提供一种更安全、更经济、更高效的页岩气开采方法及系统，以使我国的页岩气开采技术体系更为丰富。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种页岩气的开采方法及系统，通过向页岩气储层内注入推进剂(如偏二甲肼和四氧化二氮等)，利用其比冲量高和燃烧产热高的特点，来提高页岩气储层的渗透率和孔隙度，并使干酪根热解产生热解气，从而提高页岩气的开采效率和采气量。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种页岩气的开采方法，其包括步骤：

获取页岩气储层；

选取页岩气储层中的燃烧井，向该燃烧井中注入夹带有支撑剂颗粒的推进剂；

调节推进剂的输入量实现推进剂的可控燃烧；

燃烧产生的热量向所述页岩气储层传递，使吸附于页岩基质孔隙网络中的气体脱附，并使固体干酪根热解产生热解气，从而获得页岩气。

进一步的，所述向该燃烧井中注入夹带有支撑剂颗粒的推进剂前还包括步骤：

将常温下处于液态的推进剂预先加热成气态。

进一步的，燃烧反应开始后还包括步骤：

停止注入推进剂，并进行设定时间阈值的闷井。

为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：

一种页岩气的开采系统，包括页岩气储层，所述页岩气的开采系统还包括：

注气模块，用于向页岩气储层内注入夹带有支撑剂颗粒的推进剂；

气体输入量调节模块，用于对注气模块注入的推进剂的输入量进行调节；

集气模块，用于收集解吸和热解生成的页岩气。