CN104005748B - 用于页岩气低渗透油气藏开采的静态爆破压裂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于页岩气低渗透油气藏开采的静态爆破压裂方法，其步骤为：钻生产井至油气储层，固井后对生产层射孔或钻孔得到膨胀孔；将由生物降解膜包裹的爆破剂投入井中，由水解酶溶液夹带至膨胀孔中；生物降解膜在水解酶的作用下水解后释放出爆破剂，爆破剂与水反应后体积不断膨胀产生膨胀压持续压裂储层形成裂缝；重复压裂1~2次，依靠膨胀应力扩张裂缝，延伸出新的裂缝，使裂缝成为贯通的裂缝网络。本发明所用爆破材料为环保型的非爆炸危险品，购买、运输、保管安全可靠，使用方便，采用本发明进行油气储层压裂改造时，一次压裂作用时间长，做功效率高，重复压裂可形成贯通的裂缝网络通道，压裂效果好，压裂成本低，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及油气开采领域，具体涉及用于页岩气低渗透油气藏开采的静态爆破压裂方法。
背景技术
目前，页岩气等低渗透油气在全球油气资源领域异军突起，形成勘探开发的新亮点。实现低渗透油气商业规模的开发利用，主要是提高其产气量和采收率才能降低生产成本，其瓶颈就在于压裂技术。发明专利CN102168543B、CN102877823A及CN103161434A公开的技术方案均利用了爆破原理对油气储层进行改造以增加油气采收率，与水力压裂相比，该压裂方法工艺简单且高效，并可大幅减少压裂液和砂的使用，因而成本更低。但以上技术方案采用的是常规的炸药爆破方式，使用安全性差，且存在升压时间短(通常为微秒级)及峰值压力过高(可达7000Mpa左右)等问题，容易超过岩石的屈服应力并破坏井眼，进而形成岩石压实带，使得压裂效果受限，适用范围窄。基于此，有必要发明一种全新的爆破压裂技术，以解决现有爆破压裂技术使用安全性差、压裂效果受限、以及适用范围窄的问题。
发明内容
本发明为了解决现有爆破压裂技术适用范围窄、使用安全性差、以及压裂效果受限的问题，提供了用于页岩气等低渗透油气藏开采的静态爆破压裂方法。
本发明是采用如下技术方案实现的:
用于页岩气低渗透油气藏开采的静态爆破压裂方法，包括如下步骤：
(1)钻生产井至油气储层，固井后对生产层射孔或钻孔得到膨胀孔；
(2)将由生物降解膜包裹的爆破剂投入井中，由水解酶溶液夹带至膨胀孔中；
(3)生物降解膜在水解酶的作用下完全水解后释放出爆破剂，爆破剂与水反应后体积不断膨胀产生膨胀压持续压裂储层形成裂缝；
(4)重复步骤(2)和步骤(3)对裂缝再压裂1～2次，依靠膨胀应力扩张旧的裂缝，并延伸出新的裂缝，使裂缝发展成为贯通的裂缝网络。
进一步地，所述生产井为垂直井或水平井。
进一步地，所述生物降解膜为聚乳酸/聚乙烯醇复合膜或淀粉/聚乙烯醇复合膜。
进一步地，所述爆破剂包括石灰系爆破剂、氧化镁系爆破剂或钙矾石系爆破剂中的一种以上。
进一步地，所述水解酶溶液中混有支撑剂，用于支撑裂缝使其保持张开，所述支撑剂包括石英砂、树脂包层砂或陶粒支撑剂中的一种以上。
进一步地，所述水解酶溶液中溶剂为水，溶质为水解酶；所述水解酶包括酯酶、蛋白酶K或α-淀粉酶。
进一步地，步骤(3)中，当生物降解膜为聚乳酸/聚乙烯醇复合膜时，所述水解酶为酯酶和蛋白酶K；当生物降解膜为淀粉/聚乙烯醇复合膜时，所述水解酶为α-淀粉酶。
进一步地，所述膨胀孔直径为20～100mm，优选为50mm，孔深可为0.2～1.5m，优选为0.8m。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、施工简单且安全环保。本发明所用到的爆破剂、生物降解膜及水解酶均为市售产品，且均为非爆炸危险品，施工时不需要雷管炸药，不需要爆破等特殊工种，无需办理常规炸药爆破所需要的各种许可证，购买、运输、使用安全方便，且对地层污染很小。
2、压裂效果好、成本低。本发明采用静态爆破原理对油气储层进行压裂，依靠爆破剂的水化反应持续产生对储层的张应力,经历出现裂缝、裂缝传播、裂缝扩大三个过程，使裂缝由孔的内壁开始不断扩散延伸出许多新的裂缝，压裂作用时间长，做功效率高，能保证裂缝系统的连续性和有效性，降低了压裂成本。
3、适用范围广。本发明可用于对页岩气、煤层气、致密砂岩气、碳酸岩气等多种低渗透油气田进行压裂以提高其渗透率，不仅可用于路面，更可用于水上，并能同时适用于水平井和垂直井两种开采方式。
附图说明
图1为本发明的用于页岩气低渗透油气藏开采的静态爆破水平井压裂方法的示意图。
图2为本发明的用于页岩气低渗透油气藏开采的静态爆破垂直井压裂方法的示意图。
图3为生物降解膜包裹的爆破剂的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步地具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
实施例1：
某页岩气储层，埋深2000米，厚度20米。如图1和图3所示，其中1为水平井部分井段，2为页岩气储层，3为膨胀孔，4为生物降解膜包裹的爆破剂，5为水解酶溶液，6为裂缝；13为生物降解膜，14为爆破剂。沿着地层最小主应力方位钻水平井至页岩气储层2，固井后按照20孔/米对生产层射孔得到膨胀孔3，膨胀孔直径可为20～100mm，孔深可为0.2～1.5m。将由生物降解膜包裹的爆破剂4投入井中，由水解酶溶液5夹带至膨胀孔3中，包裹后的爆破剂5直径约为5mm，每孔中装填爆破剂5约1.6kg，溶液6水解酶用量为0.05kg/m3，生物降解膜13在水解酶的作用下完全水解后释放出爆破剂14，爆破剂14与水反应后体积不断膨胀产生膨胀压持续压裂储层形成裂缝6，裂缝在陶粒支撑剂的作用下保持张开。重复压裂1～2次，依靠膨胀应力扩张旧的裂缝，并延伸出新的裂缝，使裂缝发展成为贯通的裂缝网络。作为本发明的一种具体实施例，生物降解膜采用colines公司生产的聚乳酸/聚乙烯醇复合膜，其有非常高的力学性能，可以防止在运输爆破剂过程中水压和岩石壁将其破坏；静态爆破剂采用四川省珙县建洪化工厂的超力牌静态爆破剂，其产生的最大膨胀应力为122MPa，反应时间可在10min左右，适用温度范围为-15～60℃；水解酶采用北京斯百汇生物科技有限公司生产的高活性蛋白酶K，其活性在20～60℃之间都可保持在80％以上。
实施例2：
如图2所示，某煤层气储层埋深1500米，厚度30米。如图2和图3所示，7为垂直井部分井段，8为煤层气储层，9为膨胀孔，10为生物降解膜包裹的爆破剂，11为水解酶溶液，12为裂缝；13为生物降解膜，14为爆破剂。钻垂直井至煤层气储层8，固井后按照15孔/米对生产层水平钻孔得到膨胀孔，膨胀孔直径可为20～100mm，孔深可为0.2～1.5m。将生物降解膜包裹的爆破剂10投入井中，由水解酶的溶液11夹带至膨胀孔9中，生物降解膜包裹的爆破剂10直径约为5mm，每孔中装填爆破剂5约2kg，水解酶溶液11水解酶用量为0.06kg/m3，生物降解膜13在水解酶的作用下完全水解后释放出爆破剂14，爆破剂14与水反应后体积不断膨胀产生膨胀压持续压裂储层形成裂缝12，裂缝在陶粒支撑剂的作用下保持张开。重复压裂1～2次，依靠膨胀应力扩张旧的裂缝，并延伸出新的裂缝，使裂缝发展成为贯通的裂缝网络。作为本发明的一种具体实施例，生物降解膜采用成都新柯力化工科技有限公司生产的淀粉/PVA复合膜，其有非常高的力学性能，可以防止在运输爆破剂过程中水压和岩石壁将其破坏；静态爆破剂采用四川省珙县建洪化工厂的超力牌静态爆破剂，其产生的最大膨胀应力为122MPa，反应时间可在10min左右，适用温度范围为-15～60℃；水解酶采用上海丹尼悦生物科技有限公司生产的高活性α-淀粉酶，其活性在30～70℃之间都可保持在80％以上。
应当理解，以上借助优化实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，都应当视为属于本发明提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (8)
1.一种用于页岩气低渗透油气藏开采的静态爆破压裂方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）钻生产井至油气储层，固井后对生产层射孔或钻孔得到膨胀孔；
（2）将由生物降解膜包裹的爆破剂投入生产井中，由水解酶溶液夹带至膨胀孔中；
（3）生物降解膜在水解酶的作用下完全水解后释放出爆破剂，爆破剂与水反应后体积不断膨胀产生膨胀应力持续压裂油气储层形成裂缝；
（4）重复步骤（2）和步骤（3）对裂缝再压裂1~2次，依靠膨胀应力扩张旧的裂缝，并延伸出新的裂缝，使裂缝发展成为贯通的裂缝网络。
2.根据权利要求1所述的用于页岩气低渗透油气藏开采的静态爆破压裂方法，其特征在于，所述生产井为垂直井或水平井。
3.根据权利要求1所述的用于页岩气低渗透油气藏开采的静态爆破压裂方法，其特征在于，所述生物降解膜为聚乳酸/聚乙烯醇复合膜或淀粉/聚乙烯醇复合膜。
4.根据权利要求1所述的用于页岩气低渗透油气藏开采的静态爆破压裂方法，其特征在于，所述爆破剂包括石灰系爆破剂、氧化镁系爆破剂或钙矾石系爆破剂中的一种以上。
5.根据权利要求1所述的用于页岩气低渗透油气藏开采的静态爆破压裂方法，其特征在于，所述水解酶溶液中混有支撑剂；所述支撑剂包括石英砂、树脂包层砂或陶粒支撑剂中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的用于页岩气低渗透油气藏开采的静态爆破压裂方法，其特征在于，所述水解酶溶液中溶剂为水，溶质为水解酶；所述水解酶包括酯酶、蛋白酶K或α-淀粉酶。
7.根据权利要求1或3或6所述的用于页岩气低渗透油气藏开采的静态爆破压裂方法，其特征在于，步骤（3）中，当生物降解膜为聚乳酸/聚乙烯醇复合膜时，所述水解酶为酯酶或蛋白酶K；当生物降解膜为淀粉/聚乙烯醇复合膜时，所述水解酶为α-淀粉酶。
8.根据权利要求1所述的用于页岩气低渗透油气藏开采的静态爆破压裂方法，其特征在于，所述膨胀孔直径为20~100mm，孔深为0.2~1.5m。
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