一种基于可控冲击波致裂技术的富油煤原位地下热解方法技术

本申请公开了一种基于可控冲击波致裂技术的富油煤原位地下热解方法，包括以下步骤：根据待作业的富油煤区域布置作业井，作业井包括采油井和多个加热井；在作业井内安装井筒；将可控冲击波设备下放至作业井中，并在采油井内加入示踪剂；向作业井内注水，待压力稳定后开始冲击波作业；冲击波作业达到预期效果时，采油井和加热井通过煤层内的裂隙连通；在作业井内加入高温电解质，高温电解质进入煤层内的裂隙；将负电极的端部、正电极的端部分别连接于采油井内的高温电解质、加热井内的高温电解质，然后通电，通过电流热效应产生的热量传导至煤层进行加热。本申请解决了现有技术中的储层改造方式不能形成适用于富油煤热解的裂隙的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于可控冲击波致裂技术的富油煤原位地下热解方法


[0001]本申请属于富油煤开采
，具体涉及一种基于可控冲击波致裂技术的富油煤原位地下热解方法。

技术介绍

[0002]富油煤这种优质资源的开发是提高我国油气产量的重要渠道之一；同时，富油煤资源埋藏浅，构造简单，原位开发难度小于陆相页岩油气，是一笔尚未受到重视的宝贵财富，若能实现富油煤中的“煤基油气资源”原位开发技术突破，将从根本上改变我国石油安全形势，形成有特色的富油煤革命，具有十分重大的战略意义。
[0003]目前富油煤原位热解开发尚无成熟技术可借鉴，主要难度在于原位热解所需热质难以高效进入储层，针对井工式原位热解技术和钻孔式原位热解技术两种可行的实施方案，加热过程中高效热交换与热对流问题是其必须解决的科学难题。为此必须找到一种有效的煤层预裂技术，创造裂隙，形成复杂缝网，扩大热质对煤层的波及体积，提高传质传热效率，辅助实现富油煤原位热解提油。
[0004]水力压裂技术是目前储层改造的主流技术，然而，水力压裂技术只能沿储层最小主应力方向破裂并伸展出单向裂缝，难以形成复杂缝网，而且水力压裂不能提高储层基质渗透性，还存在用水量巨大，压裂液严重污染地层，单井产量快速下降后难以再用水力压裂进行二次改造等问题。爆炸压裂、爆燃压裂、氮气压裂、二氧化碳压裂是属于同一性质的单次性动力学岩层强化改造技术，不同的是冲击压力上升速度的快慢和维持的时间。无论那种措施，这几种动力学技术都只能单点、单次加载，仅有10～20％的能量具有对储层的改造作用，而大量的能量对井筒和储层的毁伤大，安全性极差，要增大改造范围，需要冒毁伤井筒和储层的风险。

技术实现思路

[0005]本申请实施例通过提供一种基于可控冲击波致裂技术的富油煤原位地下热解方法，解决了现有技术中的储层改造方式不能形成适用于富油煤热解的裂隙的问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种基于可控冲击波致裂技术的富油煤原位地下热解方法，包括以下步骤：
[0007]根据待作业的富油煤区域布置作业井，所述作业井包括采油井和多个加热井，所述采油井和所述加热井均为竖井，多个所述加热井设置于所述采油井的周向；
[0008]在所述作业井内安装井筒；将可控冲击波设备下放至所述作业井中设定的作业点处，并在所述采油井内加入示踪剂；
[0009]向所述作业井内注水，当注水压力加至煤层抗压强度时，停止加压，待压力稳定后开始冲击波作业；
[0010]冲击波作业后，记录井口压力下降速度，直至井口压力下降到1MPa以下；
[0011]按照同样的步骤对所述作业井的其他作业点实施冲击波作业；当所述加热井内检
测到所述示踪剂时，根据所述示踪剂的含量判断富油煤的煤层的吸水能力，从而确定冲击波作业是否达到预期效果；
[0012]所述冲击波作业达到预期效果时，所述采油井和所述加热井通过所述煤层内的裂隙连通；
[0013]将所述作业井内的水尽量多地抽出，然后在所述作业井内加入高温电解质，所述高温电解质进入所述煤层内的裂隙；
[0014]将负电极的端部连接于采油井内的高温电解质，将正电极的端部连接于加热井内的高温电解质，然后通过电源向所述负电极和所述正电极通电，通过电流热效应产生的热量传导至所述煤层进行加热，所述富油煤受热裂解产生的混合气体从所述采油井中产出。
[0015]在一种可能的实现方式中，在所述作业井的井口安装井口四通，使所述井口四通的下端连接于所述作业井的井口，在所述井口四通的上端安装电缆防喷器，在所述井口四通的左端安装压力表，在所述井口四通的右端连接高压注水管线。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述高温电解质包括三元混合硝酸盐。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述井筒为金属材质，所述井筒的侧壁设置有供冲击波通过的孔，相邻两个所述井筒通过螺纹连接，多个所述井筒连接形成导体；
[0018]所述负电极的端部连接于所述采油井井口处的井筒，所述正电极的端部连接于所述加热井井口处的井筒，所述电源、所述负电极、所述采油井井内的井筒、所述高温电解质、所述加热井井内的井筒、以及所述正电极形成回路。
[0019]在一种可能的实现方式中，待作业的富油煤区域布置有多组所述作业井，每组所述作业井均包括一个所述采油井和六个所述加热井；
[0020]多组所述作业井的加热井位于一个虚拟网格的节点处，所述虚拟网格由多个等大的正六边形构成，相邻两个所述正六边形共用一个顶点，所述加热井位于所述正六边形的顶点处，所述采油井位于所述正六边形的中心处；
[0021]所述正六边形中心的采油井和该正六边形顶点处的加热井为一组作业井，相邻两组作业井共用一个所述加热井。
[0022]在一种可能的实现方式中，与待作业的富油煤区域边角处的加热井相邻的作业井均为加热井时，将待作业的富油煤区域边角处的加热井更换为采油井。
[0023]在一种可能的实现方式中，所述正六边形的边长依据所述可控冲击波设备的作用距离设定。
[0024]在一种可能的实现方式中，所述采油井和所述加热井同时进行冲击波作业。
[0025]本专利技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0026]本专利技术实施例提供了一种基于可控冲击波致裂技术的富油煤原位地下热解方法，本专利技术利用可控冲击波技术在煤层中创造新的裂隙、沟通、扩展原有裂隙后，这些裂隙在井筒水压作用下被支撑和伸展，从而提高煤层的解吸、渗流能力，抑制煤层的再吸附能力。随后高温电解质进入煤层内的裂隙，利用煤层的导电性、以及裂隙中的高温电解质能够直接给煤层加电，把煤层当做负载加电生热加热煤层，从而创造富油煤热解条件。本专利技术采用可控冲击波复合浪涌式增压注水的作业工艺，将传统的静力学方法与动力学方法相结合，在富油煤作业井中预裂煤层，扩大热质对煤层的波及体积，提高传质传热效率，以达到辅助实现富油煤原位热解的目的。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术实施例提供的可控冲击波设备实施冲击波作业时的状态示意图。
[0029]图2为本专利技术实施例提供的对富油煤通电热解时的状态示意图。
[0030]图3为本专利技术实施例提供的作业井所在的虚拟网格的结构示意图。
[0031]图4为本专利技术实施例提供的采油井和加热井的布置示意图。
[0032]图5为本专利技术实施例提供的负载的布置示意图。
[0033]图6为本专利技术实施例提供的基于可控冲击波致裂技术的富油煤原位地下热解方法的流程图。
[0034]附图标记：1
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富油煤区域；2
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采油井；3
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加热井本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于可控冲击波致裂技术的富油煤原位地下热解方法，其特征在于，包括以下步骤：根据待作业的富油煤区域(1)布置作业井，所述作业井包括采油井(2)和多个加热井(3)，所述采油井(2)和所述加热井(3)均为竖井，多个所述加热井(3)设置于所述采油井(2)的周向；在所述作业井内安装井筒(4)；将可控冲击波设备(9)下放至所述作业井中设定的作业点处，并在所述采油井(2)内加入示踪剂；向所述作业井内注水，当注水压力加至煤层抗压强度时，停止加压，待压力稳定后开始冲击波作业；冲击波作业后，记录井口压力下降速度，直至井口压力下降到1MPa以下；按照同样的步骤对所述作业井的其他作业点实施冲击波作业；当所述加热井(3)内检测到所述示踪剂时，根据所述示踪剂的含量判断富油煤的煤层的吸水能力，从而确定冲击波作业是否达到预期效果；所述冲击波作业达到预期效果时，所述采油井(2)和所述加热井(3)通过所述煤层内的裂隙(5)连通；将所述作业井内的水尽量多地抽出，然后在所述作业井内加入高温电解质，所述高温电解质进入所述煤层内的裂隙(5)；将负电极(6)的端部连接于采油井(2)内的高温电解质，将正电极(7)的端部连接于加热井(3)内的高温电解质，然后通过电源向所述负电极(6)和所述正电极(7)通电，通过电流热效应产生的热量传导至所述煤层进行加热，所述富油煤受热裂解产生的混合气体从所述采油井(2)中产出。2.根据权利要求1所述的基于可控冲击波致裂技术的富油煤原位地下热解方法，其特征在于：在所述作业井的井口安装井口四通(8)，使所述井口四通(8)的下端连接于所述作业井的井口，在所述井口四通(8)的上端安装电缆防喷器，在所述井口四通(8)的左端安装压力表，在所述井口四通(8)的右端连接高压注水管线。3.根据权利要求1所述的基于可控冲击波致裂技术的富油煤原位地下热解方法，其特征在于：所述高温...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨甫，张永民，段中会，赵有志，王振东，马丽，刘美娟，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：