甲烷原位燃爆压裂助燃剂连续投放技术
2025-02-14 20:09
No.1340052399750127616
技术概要
PDF全文
本技术涉及甲烷原位燃爆压裂领域,通过精确确定压裂井段,钻井并下入可钻桥塞,组装安装投放工具,执行投放工具下放作业,并确保油管通管与井筒通管密封连接,实现助燃剂的连续投放,提高压裂效率和安全性。
背景技术
我国拥有丰富的煤层气资源,然而,由于赋存条件的复杂性、勘探开发技术的高难度以及不同地质条件下煤层气开发技术的通用性欠缺,导致单井产量普遍偏低,进而使得我国天然气的对外依存度依然较高。水力压裂技术作为提升我国煤层气产量的重要手段,其在高阶煤为主的煤层气增产中已取得了初步成效,但整体而言,其效果尚未达到预期。这一困境主要归因于两方面:首先,我国煤层气资源赋存的多样性和复杂性使得单一技术难以实现对不同煤层的统一且高效改造;其次,水基压裂液所引发的储层损害、环境污染以及水资源消耗等问题日益严峻。因此,迫切需要根据煤层地质特征、现有工艺技术状况及增产改造需求,对现有工艺技术进行升级优化,并加速推进无水或少水压裂液体系的研发与应用,以致力于创新研发“因地制宜”的低成本、高效能、绿色低碳的特色技术。 近年来,有学者提出了一种创新的“就地取材”储层压裂方法,即利用储层中的甲烷作为燃料,通过人工投放助燃剂,并在井底或储层内形成甲烷-助燃剂混合气体,随后引爆该混合气体以产生瞬时燃爆高压,从而致裂储层并形成冲击裂缝,最终构建出复杂的立体缝网,以实现非常规天然气储层的增产与增透。甲烷原位燃爆压裂技术凭借甲烷燃爆产生的高压条件进行压裂,相较于水力压裂,其能够产生更大的压裂压力,且能有效避免水力压裂中常见的地下水污染、淡水耗损等问题。在此技术中,助燃剂的精准投放是关键。常规的助燃剂投放方式包括连续投送和密封预充投放等方式。密封预充投放能够在深地狭小空间内实现助燃剂的定量、均匀投放,在精准投放方面具有显著的优势。然而,这种密闭投放方式也存在一些缺陷,即其仅能实现单次投放作业,无法满足连续压裂的作业需求。在实际工况中,环空体积约为工具体积的两倍,而甲烷与助燃剂的最佳体积比为1:2,这使得工具体积与环空体积的匹配变得困难。当压裂井段较长或井底压力较高时,容器预存的助燃剂可能无法满足井底燃爆的要求。因此,一方面需要继续研发密闭预充的投放方式;另一方面,在面对复杂情况时,还需考虑沿程输送方式。通过减小输送管的尺寸,以有效降低沿程助燃剂的体积,从而提高有效的投放作业,同时,还能确保投放作业过程中的安全性。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
蔡承政  朱正超  翟成  罗宁  孙伟福  王博  王宇  李嘉诚
技术所属: 中国矿业大学
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