一种造地层裂缝的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种造地层裂缝的方法及装置，该方法包括：在水平井的水平井段沿径向钻取径向井；通过所述水平井向所述径向井内注入液氮，直至所述径向井内的液氮压力达到地层破裂压力；封闭所述径向井，进行闷井。造地层裂缝的装置包括：钻井组件，用于在水平井的水平井段沿径向钻取径向井；注入组件，用于通过所述水平井向所述径向井内注入液氮，直至所述径向井内的液氮压力达到地层破裂压力；桥塞，用于封闭所述径向井，进行闷井。本发明专利技术能有效的增强低渗透油气储层的渗透性，达到增产增注的目的，同时降低低渗透油气藏开采的成本，且不污染环境。

A Method and Device for Formation Fracture Generation

The invention discloses a method and device for generating formation fractures. The method includes: drilling radial wells along the horizontal section of a horizontal well; injecting liquid nitrogen into the radial wells through the horizontal wells until the liquid nitrogen pressure in the radial wells reaches the formation fracture pressure; sealing the radial wells and closing the wells. The device for generating formation fractures includes: a drilling assembly for drilling radial wells along the horizontal section of a horizontal well; an injection assembly for injecting liquid nitrogen into the radial wells through the horizontal wells until the liquid nitrogen pressure in the radial wells reaches the formation breakdown pressure; and a bridge plug for sealing the radial wells and sealing the wells. The invention can effectively enhance the permeability of low permeability oil and gas reservoirs, achieve the purpose of increasing production and injection, reduce the cost of low permeability oil and gas reservoir exploitation, and do not pollute the environment.

【技术实现步骤摘要】
一种造地层裂缝的方法及装置
本专利技术涉及低渗透油气藏开采
，特别涉及一种造地层裂缝的方法及装置。
技术介绍
随着社会的飞速发展，人们对油气能源的需求量越来越大，但是常规油气资源却在减少，因此非常规油气资源的开采逐渐成为了目前研究的重点。中国的非常规油气资源储量丰富，但开发困难。水力压裂技术的出现，推动了全世界非常规油气资源开发的进程。水力压裂可提高低渗透油气藏的开发效率，保证油气田的开采产量。但是水力压裂也存在以下局限性：一方面，由于压裂液的使用导致水力压裂成本过高。水力压裂技术的重点是压裂车使用压裂液压裂低渗透油气储层，其中压裂液为大量掺入化学物质的水，价格高。随着水力压裂技术的广泛应用，压裂液用量极大增加，压裂施工成本相应升高。超长水平井压裂费用的构成比例中，超过10％为压裂液及相关费用、压裂施工费用、支撑剂及相关费用、施工准备费用，而这些费用中，压裂液及相关费用占28.8％，是压裂费用的重要组成部分。压裂液的成本高，对施工工艺要求也高，且用量大。另一方面，采用目前的压裂液进行水力压裂可能带来污染。水力压裂技术大量使用压裂液，由于压裂液中含有大量化学物质，带来了水污染、空气污染及增加风险，影响可持续性发展。综上所述，采用目前的压裂液进行水力压裂，成本过高且可能带来污染。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种造地层裂缝的方法及装置，以至少解决以上技术问题之一。本专利技术的上述目的可采用下列技术方案来实现：一种造地层裂缝的方法，包括以下步骤：在水平井的水平井段沿径向钻取径向井；通过所述水平井向所述径向井内注入液氮，直至所述径向井内的液氮压力达到地层破裂压力；封闭所述径向井，进行闷井。在一个优选的实施方式中，所述注入液氮步骤包括：向所述水平井内下入工作管柱；采用封隔器在位于所述径向井远离所述水平井井底一侧将所述工作管柱和所述水平井井筒之间的环形空间封堵；通过所述工作管柱向所述径向井注入预定温度的液氮。在一个优选的实施方式中，所述预定温度为-196℃。在一个优选的实施方式中，所述闷井步骤包括：将桥塞下入至所述工作管柱内远离所述水平井井底一侧的预定位置。在一个优选的实施方式中，所述预定位置与所述封隔器位于同一轴向位置。在一个优选的实施方式中，所述方法还包括：在注入液氮之前，在所述径向井内设置用于获取所述液氮压力信息的压力传感器；相应的，所述注入液氮步骤包括：当所述压力传感器获取的所述液氮压力出现突降时，表示所述径向井内的液氮压力达到地层破裂压力。在一个优选的实施方式中，所述闷井时长至少为3天。在一个优选的实施方式中，所述方法还包括：所述闷井步骤结束后，打开所述径向井，释放井底氮气。在一个优选的实施方式中，所述方法包括：距离所述水平井井底由近及远按照预定规则钻取多个沿轴向排布的径向井单元；所述径向井单元包括多个位于所述水平井段的同一轴向位置的径向井；所述预定规则包括：在钻取相应的径向井单元后对该径向井单元执行所述注入液氮步骤和闷井步骤，然后再在对下一径向井单元执行所述钻取步骤、所述注入液氮步骤、所述闷井步骤。在一个优选的实施方式中，所述径向井单元包括4～6个位于所述水平井段的同一轴向位置的径向井；所述径向井单元的径向井沿所述水平井段的周向均匀间隔分布。在一个优选的实施方式中，相邻所述径向井单元之间间隔50米。一种采用所述方法的造地层裂缝的装置，包括：钻井组件，用于在水平井的水平井段沿径向钻取径向井；注入组件，用于通过所述水平井向所述径向井内注入液氮，直至所述径向井内的液氮压力达到地层破裂压力；桥塞，用于封闭所述径向井，进行闷井。在一个优选的实施方式中，所述注入组件包括：设于所述水平井内的工作管柱；封隔器；所述封隔器设于所述径向井远离所述水平井井底的一侧，用于封堵所述工作管柱和所述水平井井筒内壁之间的环形空间；压裂车；所述压裂车通过所述工作管柱向所述径向井注入液氮。在一个优选的实施方式中，所述装置还包括设于所述径向井内的压力传感器，用于获取所述径向井内液氮的压力信息。在一个优选的实施方式中，所述桥塞为可取式桥塞。本专利技术的特点和优点是：本申请所提供的造地层裂缝的方法及装置，通过在水平井中钻取径向井后注液氮的方式，利用液氮低温和气化高压来产生和扩展裂缝，沟通天然裂缝，能有效的增强低渗透油气储层的渗透性，达到增产增注的目的。正常水平井射孔，射孔距离有限，需要用水力压裂来延伸和扩展裂缝。本申请采用径向井，不需要射孔和水力压裂来延伸扩展裂缝。本申请相当于用径向井和注液氮闷井直接替代了射孔和水力压裂，相对于水力压裂的花费，直接打径向井比较低廉。氮气占地表空气体积的75％，采集方便，造价低廉，能够大规模应用于工业生产，因此相较于水力压裂，造地层裂缝成本极大降低，且不会产生污染。整体上，本专利技术为低渗透油气储层的压裂提供了一种新思路，利用造地层裂缝的方法及装置，能有效的增强低渗透油气储层的渗透性，达到增产增注的目的，同时降低了低渗透油气藏开采的成本，且不污染环境。参照后文的说明和附图，详细公开了本专利技术的特定实施方式，指明了本专利技术的原理可以被采用的方式。应该理解，本专利技术的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本专利技术的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施方式中一种造地层裂缝的方法的步骤流程图；图2为本申请实施方式中注入液氮步骤的步骤流程图；图3为应用图1的方法造地层裂缝的示意图；图4为图3中的A-A剖面图，即第一径向井单元沿水平井径向的截面图。附图标记说明：1、压裂车；2、水平井；3、人工裂缝；4、封隔器；501、第一径向井单元；502、第二径向井单元；503、第三径向井单元；6、天然裂缝；7、径向井。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种造地层裂缝的方法，其特征在于，包括以下步骤：在水平井的水平井段沿径向钻取径向井；通过所述水平井向所述径向井内注入液氮，直至所述径向井内的液氮压力达到地层破裂压力；封闭所述径向井，进行闷井。

【技术特征摘要】
1.一种造地层裂缝的方法，其特征在于，包括以下步骤：在水平井的水平井段沿径向钻取径向井；通过所述水平井向所述径向井内注入液氮，直至所述径向井内的液氮压力达到地层破裂压力；封闭所述径向井，进行闷井。2.根据权利要求1所述的造地层裂缝的方法，其特征在于，所述注入液氮步骤包括：向所述水平井内下入工作管柱；采用封隔器在位于所述径向井远离所述水平井井底一侧将所述工作管柱和所述水平井井筒之间的环形空间封堵；通过所述工作管柱向所述径向井注入预定温度的液氮。3.根据权利要求2所述的造地层裂缝的方法，其特征在于，所述预定温度为-196℃。4.根据权利要求2所述的造地层裂缝的方法，其特征在于，所述闷井步骤包括：将桥塞下入至所述工作管柱内远离所述水平井井底一侧的预定位置。5.根据权利要求4所述的造地层裂缝的方法，其特征在于，所述预定位置与所述封隔器位于同一轴向位置。6.根据权利要求1所述的造地层裂缝的方法，其特征在于，还包括：在注入液氮之前，在所述径向井内设置用于获取所述液氮压力信息的压力传感器；相应的，所述注入液氮步骤包括：当所述压力传感器获取的所述液氮压力出现突降时，表示所述径向井内的液氮压力达到地层破裂压力。7.根据权利要求1所述的造地层裂缝的方法，其特征在于，所述闷井时长至少为3天。8.根据权利要求1所述的造地层裂缝的方法，其特征在于，还包括：所述闷井步骤结束后，打开所述径向井，释放井底氮气。9.根据权利要求1所述的造地层裂缝的方法，其特征在于，包括：距离所述水平井井底由近及远...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广清，李兆星，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11