[发明专利]一种油页岩原位开采的布井及地层处理方法

摘要

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。

主权项

1.一种油页岩原位开采的布井与地层处理方法，其特征在于：在油页岩原位裂解的区域内确定油页岩地层上顶板与下底板的位置，油页岩层位于地下460m至489m处；油页岩的开采区域为长度180m，宽度80m的矩形区域，距离开采区域左侧边缘20m钻出第一水平井(1)，第一水平井(1)长度为180m位于油页岩层的上顶板；距离开采区域右侧边缘20m处钻出第二水平井(2)，第二水平井(2)长度为180m，钻至油页岩层的下底板，第一水平井(1)与第二水平井(2)成斜对称方式；分别在开采区域布置6口竖井，在第一水平井(1)与第二水平井(2)的两侧各布置3口竖井；第一水平井(1)、第二水平井(2)、第一竖井(31)、第二竖井(32)、第三竖井(33)、第四竖井(34)、第五竖井(35)、第六竖井(36)的孔径均为380mm，第一水平井(1)的第一分支井(11)、第一水平井(1)的第二分支井(12)、第一水平井(1)的第三分支井(13)、第二水平井(2)的第四分支井(21)、第二水平井(2)的第五分支井(22)、第二水平井(2)的第六分支井(23)孔径均为200mm；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；采用水力喷射的方式分别对第一水平井(1)喷射出分支井；对第一水平井(1)，将水力喷射钻具放置于第一水平井(1)的末端，使水力喷射钻具的喷射孔朝向油页岩地层，钻出第一水平井(1)的第一分支井(11)；然后上提水力喷射钻具至井口，并下放阻流环至第一水平井(1)的第一分支井(11)的前端40m处，再次下放水力喷射钻具，将水力喷射钻具放置于阻流环前端，钻出第一水平井(1)的第二分支井(12)；然后上提水力喷射钻具至井口，并下放阻流环至第一水平井(1)的第二分支井(12)的前端40m处，再次下放水力喷射钻具，将水力喷射钻具放置于阻流环前端，使水力喷射钻具的喷射孔朝向油页岩地层，钻出第一水平井(1)的第三分支井(13)；采用水力喷射的方式分别对第二水平井(2)喷射出分支井；对第二水平井(2)，将水力喷射钻具放置于第二水平井(2)的末端，使水力喷射钻具的喷射孔朝向油页岩地层，钻出第二水平井(2)的第四分支井(21)；然后上提水力喷射钻具至井口，并下放阻流环至第二水平井(2)的第四分支井(21)的前端40m处，再次下放水力喷射钻具，将水力喷射钻具放置于阻流环前端，钻出第二水平井(2)的第五分支井(22)；然后上提水力喷射钻具至井口，并下放阻流环至第二水平井(2)的第五分支井(22)的前端40m处，再次下放水力喷射钻具，将水力喷射钻具放置于阻流环前端，使水力喷射钻具的喷射孔朝向油页岩地层，钻出第二水平井(2)的第六分支井(23)；进行第一水平井(1)的各个分支井与第二水平井(2)的各个分支井的压裂工作；采用水力压裂的措施对第一水平井(1)与第二水平井(2)进行压裂；压裂时将压裂液通过第一水平井(1)与第二水平井(2)注入，第一竖井(31)、第二竖井(32)、第三竖井(33)、第四竖井(34)、第五竖井(35)和第六竖井(36)作为压裂液的流出通道；通过压裂时的压力将第一水平井(1)的阻流环压制第一水平井(1)的末端，以相同方式将第二水平井(2)的阻流环压制第二水平井(2)的末端；并且压裂第一水平井(1)、第二水平井(2)的各个分支井和第一竖井(31)、第二竖井(32)、第三竖井(33)、第四竖井(34)、第五竖井(35)、第六竖井(36)，提高整个油页岩地层的渗透性与孔隙度；通过对6口竖井与2口水平井及其分支井的射孔压裂，油页岩地层的孔隙发育会更加充分，将第一水平井(1)与第二水平井(2)作为加热井；热量通过第一水平井(1)的分支井，与第二水平井(2)的分支井的裂缝进行扩展，加热整个油页岩层，同时由于裂隙发育，经过加热裂解之后的页岩油与页岩气通过6口竖井进行抽取；或者将6口竖井作为油页岩原位开采的加热井，注入的热量通过各竖井之间的裂缝进行扩展，加热整个油页岩层，油页岩被加热之后，干酪根裂解产生油气，在注入加热井内气体的驱替作用下，油气通过压裂产生的裂隙，进入水平井的分支井，然后通过水平井的分支井进入第一水平井(1)和第二水平井(2)，进而通过第一水平井(1)和第二水平井(2)抽取至地面装置。