【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及页岩气开采，尤其涉及页岩气采集系统及页岩气采集方法。
技术介绍
1、页岩气储层是一种烃源岩，在地质时期保留了碳氢化合物，是一种高效清洁的能源，主要成分是甲烷等气体。页岩气是指赋存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气，是连续生成的生物化学成因气、热成因气或二者的混合。页岩气以多种形式存在于页岩气储层中，具体地，以游离态存在于天然裂缝和孔隙中，以吸附态存在干酪根、黏土颗粒表面，还有以溶解状态储存于干酪根和沥青质中。其中，绝大多数页岩气以吸附态和游离态存在于页岩气储层中。
2、其中，由于页岩气开采时一次采集率较低，故需要通过适当的技术措施来提高页岩气的产气量和采集效率。目前现有技术中采集页岩气的主要技术措施包括泡排法、气举法、重复压裂和侧钻井法等，其中泡排法和气举法应用较为广泛，其通过减少井筒积液，延长井筒的生产周期，以提高产气量，但具有一定的使用局限性，且仍存在产气量低和采集效率低的问题；重复压裂和侧钻井法通过增加井筒周边页岩气储层的改造体积，以使增加人工裂缝的导流能力，从而增加气井产量，但采集效率低，采集成本高，且在采集页岩气的过程中还会对页岩气储层和/或水平井筒造成损伤。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供页岩气采集系统及页岩气采集方法，以解决采用上述现有技术中的页岩气采集措施存在的问题。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、页岩气采集系统，地面开设有直井筒，页岩气储层开设有与所述直井筒贯通的水平井筒
4、所述输送管结构插设于所述直井筒和所述水平井筒，所述液氮供给组件的输出端和所述液态二氧化碳供给组件的输出端均与所述输送管结构上伸出所述直井筒的一端连通，所述输送管结构被配置为能够将流质输送至所述水力裂缝内；所述封堵结构能够封堵所述输送管结构上伸出所述直井筒的一端和所述直井筒之间的缝隙。
5、作为上述页岩气采集系统的一种优选方案，所述液氮供给组件至少包括液氮储罐和第一输送泵，所述第一输送泵的输入端与所述液氮储罐连通，所述第一输送泵的输出端与所述输送管结构的输入端连通；
6、所述液态二氧化碳供给组件至少包括液态二氧化碳储罐和第二输送泵，所述第二输送泵的输入端与所述液态二氧化碳储罐连通，所述第二输送泵的输出端与所述输送管结构的输入端连通。
7、作为上述页岩气采集系统的一种优选方案，所述页岩气采集系统还包括设置于所述直井筒的井口处的压力监测器，所述压力监测器用于监测所述直井筒的筒内气压。
8、作为上述页岩气采集系统的一种优选方案，所述输送管结构包括第一油管，所述第一油管的一端伸出所述直井筒并与所述液氮供给组件的输出端和所述液态二氧化碳供给组件的输出端连通，所述封堵结构能够封堵所述第一油管的外周壁和所述直井筒的内周壁之间的缝隙；所述第一油管的另一端与所述水平井筒连通，所述第一油管的外周壁与所述直井筒的内周壁和所述水平井筒的内周壁之间形成集气通道，收集组件的输入端能穿过所述封堵结构并与所述集气通道连通。
9、作为上述页岩气采集系统的一种优选方案，所述输送管结构包括第二油管和套管，所述套管插设于所述直井筒和所述水平井筒，所述套管上分布于所述水平井筒内的部分沿轴向间隔设有多个喷孔；
10、所述第二油管的一端与所述液氮供给组件的输出端和所述液态二氧化碳供给组件的输出端连通，且能与收集组件的输入端连通，所述封堵结构能够封堵所述套管与所述直井筒之间的缝隙，且能封堵所述套管与所述第二油管之间的缝隙；所述第二油管的另一端设有封隔器结构，且所述第二油管上设置所述封隔器结构的一端能插设于所述套管内；
11、所述封隔器结构包括两个封隔器以及设置于两个所述封隔器之间的连通管结构，其一所述封隔器与所述第二油管的另一端连通，两个所述封隔器被配置能够与所述连通管结构和所述套管形成环形的封隔腔，所述连通管结构连通所述第二油管的管腔和所述封隔腔。
12、页岩气采集方法，其用于实施于上述的页岩气采集系统，所述页岩气采集方法包括：
13、s300、确定未开采出的页岩气总量大于等于设定气量；
14、s400、重复向所述水力裂缝内输送液态二氧化碳和液氮，直至所述液态二氧化碳和所述液氮的输送总量达到设定输送总量；
15、s500、通过所述封堵结构封堵所述输送管结构与所述直井筒之间的缝隙；
16、s600、依据所述直井筒的井口处的筒内气压确定是否开始收集页岩气。
17、作为上述页岩气采集方法的一种优选方案，所述输送管结构包括第一油管，所述第一油管的一端伸出所述直井筒并与所述液氮供给组件的输出端和所述液态二氧化碳供给组件的输出端连通，所述封堵结构能够封堵所述第一油管的外周壁和所述直井筒的内周壁之间的缝隙；所述第一油管的另一端与所述水平井筒连通，所述第一油管的外周壁与所述直井筒的内周壁和所述水平井筒的内周壁之间形成集气通道；s400的具体步骤包括：
18、s411、依据输送次数从第一表格中获取向所述第一油管内输送液态二氧化碳的第一设定输送量；依据输送次数从第一表格中获取向所述第一油管内输送液氮的第二设定输送量；其中，所述第一表格由输送次数、第一设定输送量和第二设定输送量形成；
19、s412、依据所述第一设定输送量控制所述液态二氧化碳供给组件向所述第一油管内输送液态二氧化碳；依据所述第二设定输送量控制所述液氮供给组件向所述第一油管内输送液氮，以使所述液氮冷凝并封堵之前输送的所述液态二氧化碳所在的区域；
20、s413、判断输送次数是否大于等于第一设定次数；
21、若输送次数大于等于所述第一设定次数，则控制所述液态二氧化碳供给组件停止向所述第一油管内输送液态二氧化碳，控制所述液氮供给组件停止向所述第一油管内输送液氮，并执行步骤s500；
22、若输送次数小于所述第一设定次数，则返回重新执行步骤s411。
23、作为上述页岩气采集方法的一种优选方案，所述输送管结构包括第二油管和套管，所述套管插设于所述直井筒和所述水平井筒，所述套管上分布于所述水平井筒内的部分沿轴向间隔设有多个喷孔；所述第二油管的一端与所述液氮供给组件的输出端和所述液态二氧化碳供给组件的输出端连通，且能与收集组件的输入端连通，所述封堵结构能够封堵所述套管与所述直井筒之间的缝隙，且能封堵所述套管与所述第二油管之间的缝隙；所述第二油管的另一端设有封隔器结构，且所述第二油管上设置所述封隔器结构的一端能插设于所述套管内；所述封隔器结构包括两个封隔器以及设置于两个所述封隔器之间的连通管结构，其一所述封隔器与所述第二油管的另一端连通，两个所述封隔器被配置能够与所述连通管结构和所述套管形成环形的封隔腔，所述连通管结构连通所述第二油管本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.页岩气采集系统，地面(100)开设有直井筒(200)，页岩气储层(300)开设有与所述直井筒(200)贯通的水平井筒(310)，所述水平井筒(310)的内周壁上间隔设有多个射孔(320)，且所述页岩气储层(300)内设有多个与所述射孔(320)连通的水力裂缝，其特征在于，所述页岩气采集系统包括输送管结构、封堵结构(2)，以及并联分布的液氮供给组件(3)和液态二氧化碳供给组件(4)；
2.根据权利要求1所述的页岩气采集系统，其特征在于，所述液氮供给组件(3)至少包括液氮储罐(31)和第一输送泵(32)，所述第一输送泵(32)的输入端与所述液氮储罐(31)连通，所述第一输送泵(32)的输出端与所述输送管结构的输入端连通；
3.根据权利要求1所述的页岩气采集系统，其特征在于，所述页岩气采集系统还包括设置于所述直井筒(200)的井口处的压力监测器，所述压力监测器用于监测所述直井筒(200)的筒内气压。
4.根据权利要求1-3任一项所述的页岩气采集系统，其特征在于，所述输送管结构包括第一油管(11)，所述第一油管(11)的一端伸出所述直井筒(200)
5.根据权利要求1-3任一项所述的页岩气采集系统，其特征在于，所述输送管结构包括第二油管(12)和套管(13)，所述套管(13)插设于所述直井筒(200)和所述水平井筒(310)，所述套管(13)上分布于所述水平井筒(310)内的部分沿轴向间隔设有多个喷孔；
6.页岩气采集方法，其特征在于，用于实施于权利要求1-5任一项所述的页岩气采集系统，所述页岩气采集方法包括：
7.根据权利要求6所述的页岩气采集方法，其特征在于，所述输送管结构包括第一油管(11)，所述第一油管(11)的一端伸出所述直井筒(200)并与所述液氮供给组件(3)的输出端和所述液态二氧化碳供给组件(4)的输出端连通，所述封堵结构(2)能够封堵所述第一油管(11)的外周壁和所述直井筒(200)的内周壁之间的缝隙；所述第一油管(11)的另一端与所述水平井筒(310)连通，所述第一油管(11)的外周壁与所述直井筒(200)的内周壁和所述水平井筒(310)的内周壁之间形成集气通道；S400的具体步骤包括：
8.根据权利要求6所述的页岩气采集方法，其特征在于，所述输送管结构包括第二油管(12)和套管(13)，所述套管(13)插设于所述直井筒(200)和所述水平井筒(310)，所述套管(13)上分布于所述水平井筒(310)内的部分沿轴向间隔设有多个喷孔；所述第二油管(12)的一端与所述液氮供给组件(3)的输出端和所述液态二氧化碳供给组件(4)的输出端连通，且能与收集组件的输入端连通，所述封堵结构(2)能够封堵所述套管(13)与所述直井筒(200)之间的缝隙，且能封堵所述套管(13)与所述第二油管(12)之间的缝隙；所述第二油管(12)的另一端设有封隔器结构(14)，且所述第二油管(12)上设置所述封隔器结构(14)的一端能插设于所述套管(13)内；所述封隔器结构(14)包括两个封隔器(141)以及设置于两个所述封隔器(141)之间的连通管结构(142)，其一所述封隔器(141)与所述第二油管(12)的另一端连通，两个所述封隔器(141)被配置能够与所述连通管结构(142)和所述套管(13)形成环形的封隔腔(143)，所述连通管结构(142)连通所述第二油管(12)的管腔和所述封隔腔(143)；S400的具体步骤包括：
9.根据权利要求8所述的页岩气采集方法，其特征在于，若所述封隔器结构(14)被移动的总长度大于等于所述水平井筒(310)沿轴向的总长度，则执行步骤S427；
10.根据权利要求6-9任一项所述的页岩气采集方法，其特征在于，在步骤S300之前，还包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.页岩气采集系统，地面(100)开设有直井筒(200)，页岩气储层(300)开设有与所述直井筒(200)贯通的水平井筒(310)，所述水平井筒(310)的内周壁上间隔设有多个射孔(320)，且所述页岩气储层(300)内设有多个与所述射孔(320)连通的水力裂缝，其特征在于，所述页岩气采集系统包括输送管结构、封堵结构(2)，以及并联分布的液氮供给组件(3)和液态二氧化碳供给组件(4)；
2.根据权利要求1所述的页岩气采集系统，其特征在于，所述液氮供给组件(3)至少包括液氮储罐(31)和第一输送泵(32)，所述第一输送泵(32)的输入端与所述液氮储罐(31)连通，所述第一输送泵(32)的输出端与所述输送管结构的输入端连通；
3.根据权利要求1所述的页岩气采集系统，其特征在于，所述页岩气采集系统还包括设置于所述直井筒(200)的井口处的压力监测器，所述压力监测器用于监测所述直井筒(200)的筒内气压。
4.根据权利要求1-3任一项所述的页岩气采集系统，其特征在于，所述输送管结构包括第一油管(11)，所述第一油管(11)的一端伸出所述直井筒(200)并与所述液氮供给组件(3)的输出端和所述液态二氧化碳供给组件(4)的输出端连通，所述封堵结构(2)能够封堵所述第一油管(11)的外周壁和所述直井筒(200)的内周壁之间的缝隙；所述第一油管(11)的另一端与所述水平井筒(310)连通，所述第一油管(11)的外周壁与所述直井筒(200)的内周壁和所述水平井筒(310)的内周壁之间形成集气通道，收集组件的输入端能穿过所述封堵结构(2)并与所述集气通道连通。
5.根据权利要求1-3任一项所述的页岩气采集系统，其特征在于，所述输送管结构包括第二油管(12)和套管(13)，所述套管(13)插设于所述直井筒(200)和所述水平井筒(310)，所述套管(13)上分布于所述水平井筒(310)内的部分沿轴向间隔设有多个喷孔；
6.页岩气采集方法，其特征在于，用于实施于权利要求1-5任一项所述的页岩气采集系统，所述页岩气采集方法包括：
7.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨泉，何凯，李建，姜涛，熊小林，张晓锋，张金武，赵健，乔崇，陈和平，李鹏飞，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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