一种煤层气井高功率电爆震辅助水力压裂增产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种煤层气井高功率电爆震辅助水力压裂增产方法，特别适用于煤层气高效开采技术领域。
【背景技术】
[0002]煤层气是一种洁净能源，据统计，我国埋深2000m以浅的煤层气地质资源储量约为36.8万亿立方米，居世界第三位，具有很大的开发潜力。但是，我国煤层气赋存地质条件复杂，煤层渗透率低，煤层气开采普遍面临着开采成本高、开采效率低的问题。为了提高煤层气产量，水力压裂、注气驱替和多分支水平井等增产措施被应用于煤层气井增产改造中，其中，水力压裂是目前煤层气开采中最常用的技术手段。但是，常规的水力压裂技术在煤层内形成的裂缝数量较少，且裂缝延伸范围较小，整体压裂效果不好，最终导致煤层气单井产量低。
【发明内容】
[0003]技术问题:本发明的目的是克服已有技术中存在的问题，提供一种煤层气井高功率电爆震辅助水力压裂增产方法，通过将水力压裂技术和以物理放电为基础的高压电脉冲技术结合起来，在水力压裂的基础上，利用高压电脉冲放电产生的高能量，在压裂液中形成强大的冲击波，冲击波作用于煤层，使煤层形成大量的裂缝，并使原生裂隙扩展，从而有效地增加煤层内的裂缝数量和延伸裂缝的长度。
[0004]技术方案:本发明的煤层气井高功率电爆震辅助水力压裂增产方法，其步骤如下:
[0005]a、从地面向煤层方向施工垂直压裂井，直至垂直压裂井穿过煤层，将前端安装有高压电脉冲装置的压裂管沿着垂直压裂井送至煤层位置，引出与高压电脉冲装置相连的电缆，电缆与高压脉冲电源相连，封闭井口 ；
[0006]b、将压裂管与高压栗站管路连接，开启高压栗站，通过压裂管向垂直压裂井注水，当垂直压裂井内水压达到lOMPa时，停止向垂直压裂井中注水；
[0007]c、开启高压脉冲电源，向高压电脉冲装置充电，当充电达到设定放电电压时，高压电脉冲装置放电，在水中形成的冲击波作用于煤体后，使煤层产生大量新生裂隙，并使原生裂隙扩展，使煤层透气性大幅度增加，放电80-200次后，关闭高压脉冲电源；
[0008]d、再次开启高压栗站，通过压裂管向垂直压裂井继续注水，当垂直压裂井内水压增高lOMPa时，停止向垂直压裂井中注水；
[0009]e、重复步骤c和d多次，使垂直压裂井中的水压不断增高，当水压增高到200MPa后，停止压裂，将高压电脉冲装置和压裂管移出垂直压裂井，在垂直压裂井口安装煤层气抽采管，进行煤层气抽采。
[0010]所述采用的压裂管的耐压强度为220MPa。
[0011]所述采用的高压电脉冲装置的放电频率为10-60HZ，电压范围在60-700KV。
[0012]所述采用的高压电脉冲装置包括储能器、与储能器相连的脉冲触发器，脉冲触发器上连接有电极。
[0013]有益效果:本发明方法是将水力压裂技术和高压电脉冲技术结合起来，在水力压裂的基础上，利用高压电脉冲放电产生的高能量，在压裂液中形成强大的冲击波，冲击波作用于煤层，使煤层形成大量的裂缝，并使原生裂隙扩展，能够有效地增加煤层内的裂缝数量和延伸裂缝的长度，为煤层气流动创造良好条件，煤体透气性系数可提高100-300倍，有效地提高了单井煤层气产量。其施工工艺简单，安全可靠，在煤层气井增产方面具有良好的应用前景。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的高功率电爆震辅助水力压裂系统示意图；
[0015]图2是本发明的高压电脉冲装置结构图。
[0016]图中:1 一地面，2 —煤层，3.垂直压裂井，4 一压裂管，5—尚压电脉冲装置，6—尚压栗站，7 —高压脉冲电源，8 —电缆，9 一储能器，10 —电脉冲触发器，11 一电极。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明的实例作进一步的描述:
[0018]本发明的煤层气井高功率电爆震辅助水力压裂增产方法，具体步骤如下:
[0019](1)从地面1向煤层2方向施工垂直压裂井3，直至垂直压裂井3穿过煤层2，采用耐压强度为220MPa的压裂管4，并在该压裂管4前端安装高压电脉冲装置5，高压电脉冲装置5由储能器9和电脉冲触发器10以及电极11构成，储能器9与脉冲触发器10相连，脉冲触发器10连接电极11 ;将前端安装有高压电脉冲装置5的压裂管4沿着垂直压裂井3送至煤层2位置，引出与高压电脉冲装置5相连的电缆8，电缆8与高压脉冲电源7相连，封闭井口 ；
[0020](2)将压裂管4与高压栗站6管路连接，开启高压栗站6，通过压裂管4向垂直压裂井3注水，当垂直压裂井3内水压达到lOMPa时，停止向垂直压裂井3中注水；
[0021](3)开启高压脉冲电源7，向高压电脉冲装置5充电，所述高压电脉冲装置5的放电频率为10-60HZ，电压范围在60-700KV，根据现场情况设定，如设定放电电压为350KV，放电频率为25HZ。当储能器9充电达到设定的放电电压350KV时，电极11以25HZ的频率放电，在水中形成的冲击波作用于煤体后，使煤层产生大量新生裂隙，并使原生裂隙扩展，煤层透气性大幅度增加，放电80-200次后，关闭高压脉冲电源7 ；
[0022](4)再次开启高压栗站6，通过压裂管4向垂直压裂井3继续注水，当垂直压裂井3内水压增高lOMPa时，停止向垂直压裂井3中注水；
[0023](5)重复步骤(3)和⑷多次，使垂直压裂井3中的水压不断增高，当水压增高到200MPa后，停止压裂，将高压电脉冲装置5和压裂管4移出垂直压裂井3，在垂直压裂井口安装煤层气抽采管，进行煤层气抽采。
【主权项】
1.一种煤层气井高功率电爆震辅助水力压裂增产方法，其特征在于包括如下步骤: a、从地面(1)向煤层(2)方向施工垂直压裂井(3)，直至垂直压裂井(3)穿过煤层(2)，将前端安装有高压电脉冲装置(5 )的压裂管(4 )沿着垂直压裂井(3 )送至煤层(2 )位置，弓丨出与高压电脉冲装置(5)相连的电缆(8)，电缆(8)与高压脉冲电源(7)相连，封闭井口 ； b、将压裂管(4)与高压栗站(6)管路连接，开启高压栗站(6)，通过压裂管(4)向垂直压裂井(3)注水，当垂直压裂井(3)内水压达到lOMPa时，停止向垂直压裂井(3)中注水； c、开启高压脉冲电源(7)，向高压电脉冲装置(5)充电，当充电达到设定放电电压时，高压电脉冲装置(5)放电，在水中形成的冲击波作用于煤体后，使煤层产生大量新生裂隙，并使原生裂隙扩展，使煤层透气性大幅度增加，放电80-200次后，关闭高压脉冲电源(7); d、再次开启高压栗站(6)，通过压裂管(4)向垂直压裂井(3)继续注水，当垂直压裂井(3)内水压增高lOMPa时，停止向垂直压裂井(3)中注水； e、重复步骤c和d多次，使垂直压裂井(3)中的水压不断增高，当水压增高到200MPa后，停止压裂，将高压电脉冲装置(5 )和压裂管(4 )移出垂直压裂井(3 )，在垂直压裂井口安装煤层气抽采管，进行煤层气抽采。2.根据权利要求1所述的一种煤层气井高功率电爆震辅助水力压裂增产方法，其特征在于:所述采用的压裂管(4)的耐压强度为220MPa。3.根据权利要求1所述的一种煤层气井高功率电爆震辅助水力压裂增产方法，其特征在于:所述采用的高压电脉冲装置(5)的放电频率为10-60HZ，电压范围在60-700KV。4.根据权利要求1所述的一种煤层气井高功率电爆震辅助水力压裂增产方法，其特征在于:所述采用的高压电脉冲装置(5)包括储能器(9)、与储能器(9)相连的脉冲触发器(10),脉冲触发器(10)上连接有电极(11)。
【专利摘要】一种煤层气井高功率电爆震辅助水力压裂增产方法，适用于低透气性煤层的煤层气井开采领域。首先从地面向煤层施工垂直压裂井，然后将安装在压裂管前端的高压电脉冲装置送至煤层位置，封闭压裂井，通过高压泵站向压裂井内注水，达到设定水压后，利用高压电脉冲装置放电，对煤层实施高功率电爆震辅助水力压裂，之后对压裂井进行煤层气抽采。通过将水力压裂和高压电脉冲有机结合起来，在水力压裂的基础上，利用高压电脉冲装置放电产生的高能量，在压裂液中形成冲击波，有效地增加煤层内裂缝数量，为煤层气流动创造良好条件，可以使煤体透气性系数可提高200-400倍，有效增加了煤层气的产量，其方法简单，安全可靠，在煤层气井增产方面具有良好的应用前景。
【IPC分类】E21B43/26
【公开号】CN105370257
【申请号】CN201510753634
【发明人】林柏泉, 闫发志, 朱传杰, 郭畅, 邹全乐, 刘厅, 孔佳
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年11月6日