【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于非常规油气开采及页岩气压裂增产，尤其涉及一种多级改造甲烷原位燃爆压裂及助燃剂输送方法。
技术介绍
1、页岩气作为清洁、低碳、高效的化石能源，极大程度上改变了全球能源结构，无水压裂技术，即利用页岩储层原位解析出的甲烷气体与人工注入的助燃剂进行混合燃爆，利用燃爆产生的高温、高压气体冲击页岩储层，进而构造出复杂立体裂缝网络的技术方案是页岩气开采得发展方向。
2、甲烷原位燃爆压裂技术具有高效、绿色等明显优势，但在实施过程中仍存在一定的限制，如燃爆压裂前，需要向待压裂段注入大量气态助燃剂，但向超深储层内实现大量气态助燃剂的安全投放面临较大的困难；同时单一的射孔作业产生的孔道沟通天然裂缝能力有限，难以解析充分的甲烷气体等问题，制约页岩气的开采技术发展。
3、因此，为解决上述的技术问题，本申请设计了一种多级改造甲烷原位燃爆压裂及助燃剂输送方法。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种多级改造甲烷原位燃爆压裂及助燃剂输送方法。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种多级改造甲烷原位燃爆压裂及助燃剂输送方法，包括以下步骤：
3、根据勘测数据确定待压裂段位置，搭建地面工作系统，装填聚能射孔装置和可控推进压裂装置；
4、将聚能射孔装置运送至水平井内待压裂段进行射孔作业，在水平井页岩储层内形成一定数量射孔孔道；
5、将可控推进压裂装置运送至射孔孔道位置的待压裂段，进一步扩大射孔孔道形成的初生裂缝，同
6、通过地面工作系统向待压裂段内泵注第二材料，与第一材料混合发生反应生成混合气体，进一步扩展射孔孔道和水平井的已有裂缝；
7、点燃开采区内的混合气体，进一步的扩展射孔孔道和水平井道内裂缝形成有效裂缝网络。
8、优选的，所述第一材料包括高锰酸钾颗粒和研磨材料，所述第二材料包括含有稳定剂的过氧化氢溶液，所述高锰酸钾颗粒与所述过氧化氢溶液接触后产生剧烈反应。
9、优选的，所述研磨材料包括金刚砂和石英砂，所述研磨材料的粒径范围为0.2mm-0.5mm，所述高锰酸钾颗粒的粒径范围为0.5mm-0.2mm。
10、优选的，所述稳定剂包括羟基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸及氨气。
11、优选的，所述第一材料与所述第二材料混合产生的反应包括
12、
13、
14、2kmno4+5h2o2+3h2so4＝k2so4+2mnso4+8h2o+5o2个。
15、优选的，通过地面工作系统向待压裂段内泵注第二材料步骤中，所述地面工作系统通过连续油管通入所述待压裂段，所述连续油管上设置有封隔器，所述封隔器上设置有点火装置。
16、优选的，所述封隔器和点火装置能承受不低于200mpa的燃爆压力。
17、优选的，所述聚能射孔装置和所述可控推进压裂装置上均设置有定位器和正位器，所述定位器用于确定装置位于待压裂段，所述正位器用于调整标定射流端口方位。
18、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：本专利技术公开了一种多级改造甲烷原位燃爆压裂及助燃剂输送方法，能够实现在燃爆空间内助燃剂的原位生成，且整个过程对页岩储层形成两次扩孔作用和两次高温高压气体压裂作用，促进页岩储层内有效裂缝的充分发育，获得有效的立体裂缝网络，大幅增加采气效率；甲烷浓度很大程度上决定了燃爆效果，而燃爆效果直接影响着页岩储层改造效果，因此，在提高甲烷析出效率以及爆燃效果后，能提高裂隙生成的效果；射孔作业完成后，在页岩储层内形成一定深度的射孔孔道和孔道周围裂缝；后利用可控推进压裂装置携带的第一材料对射孔孔道进一步冲刷，增加射孔深度，同时对周围裂缝形成支撑；第一材料与泵入的第二材料发生剧烈化学反应，生成甲烷原位燃爆所需的氧气助燃剂，并同时生成大量高温高压气体对射孔孔道和井道内已有裂缝产生扩展作用；甲烷原位燃爆前的页岩储层经历多级预改造作用，产生比单一射孔作业更为复杂的裂缝网络，充分解析甲烷气体汇集于待燃爆空间，获得更大的甲烷-氧气混合气体的燃爆效果，形成更为复杂的有效裂缝网络，极大促进页岩储层的改造效果。
19、本专利技术可实现反应物的高效安全投放，助燃剂的储层内原位化学反应生成，且不生成杂质气体，对页岩储层产生多次改造作用，能够形成更复杂高效的裂缝网络，实现页岩气的高效、绿色开发。
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1.一种多级改造甲烷原位燃爆压裂及助燃剂输送方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多级改造甲烷原位燃爆压裂及助燃剂输送方法，其特征在于：所述第一材料包括高锰酸钾颗粒(10)和研磨材料(11)，所述第二材料包括含有稳定剂的过氧化氢溶液(12)，所述高锰酸钾颗粒(10)与所述过氧化氢溶液(12)接触后产生剧烈反应。
3.根据权利要求2所述的一种多级改造甲烷原位燃爆压裂及助燃剂输送方法，其特征在于：所述研磨材料(11)包括金刚砂和石英砂，所述研磨材料(11)的粒径范围为0.2mm-0.5mm，所述高锰酸钾颗粒(10)的粒径范围为0.15mm-0.2mm。
4.根据权利要求2所述的一种多级改造甲烷原位燃爆压裂及助燃剂输送方法，其特征在于：所述稳定剂包括羟基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸(钠)及氨气。
5.根据权利要求2所述的一种多级改造甲烷原位燃爆压裂及助燃剂输送方法，其特征在于：所述第一材料与所述第二材料混合产生的反应包括
6.根据权利要求1所述的一种多级改造甲烷原位燃爆压裂及助燃剂输送方法
7.根据权利要求6所述的一种多级改造甲烷原位燃爆压裂及助燃剂输送方法，其特征在于：所述封隔器(5)和点火装置(14)能承受不低于200MPa的燃爆压力。
8.根据权利要求1所述的一种多级改造甲烷原位燃爆压裂及助燃剂输送方法，其特征在于：所述聚能射孔装置(4)和所述可控推进压裂装置(9)上均设置有定位器(6)和正位器(7)，所述定位器(6)用于确定装置位于待压裂段，所述正位器(7)用于调整标定射流端口方位。
...【技术特征摘要】
1.一种多级改造甲烷原位燃爆压裂及助燃剂输送方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种多级改造甲烷原位燃爆压裂及助燃剂输送方法，其特征在于：所述第一材料包括高锰酸钾颗粒(10)和研磨材料(11)，所述第二材料包括含有稳定剂的过氧化氢溶液(12)，所述高锰酸钾颗粒(10)与所述过氧化氢溶液(12)接触后产生剧烈反应。
3.根据权利要求2所述的一种多级改造甲烷原位燃爆压裂及助燃剂输送方法，其特征在于：所述研磨材料(11)包括金刚砂和石英砂，所述研磨材料(11)的粒径范围为0.2mm-0.5mm，所述高锰酸钾颗粒(10)的粒径范围为0.15mm-0.2mm。
4.根据权利要求2所述的一种多级改造甲烷原位燃爆压裂及助燃剂输送方法，其特征在于：所述稳定剂包括羟基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸(钠)及氨气。
5.根据权利要求2所述的一种多级...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗宁，柴亚博，李鹏龙，周嘉楠，翟成，张浩浩，王一鸣，魏宇成，廖禹成，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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