CN106285608A - 一种煤层气井脉冲爆震致裂增渗方法 - Google Patents

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Abstract

一种煤层气井脉冲爆震致裂增渗方法，适用于低透气性煤层的煤层气井开采。首先，从地面向煤层施工正电极煤层气井筒和负电极煤层气井筒，将安装有正电极的固定台和高压脉冲装置通过井架下放至正电极煤层气井筒中煤层预增渗部位，将安装有负电极的另一固定台通过井架下放至负电极煤层气井筒中煤层预增渗部位。然后利用高压电击穿正电极和负电极之间的煤层，对正电极煤层气井筒和负电极煤层气井筒进行煤层气抽采。利用高压电脉冲产生的高能量，直接作用煤储层，在正电极和负电极之间的煤层形成等离子体通道，巨大的能量在瞬间通过等离子体通道，形成的高温热膨胀力和冲击波作用于煤层，有效增加煤层内裂缝数量，为煤层气流动创造良好条件。

Description

一种煤层气井脉冲爆震致裂增渗方法
技术领域
本发明涉及一种脉冲爆震致裂增渗方法，尤其是一种适用于煤层气高效开采的煤层气井脉冲爆震致裂增渗方法。
背景技术
煤层气是一种洁净能源，我国埋深2000m以浅的煤层气地质资源储量居世界第三位，具有很大的开发潜力。但是，我国煤层气赋存地质条件复杂，煤层气开采普遍面临着开采成本高、开采效率低的问题。为了提高煤层气产量，注气驱替、水力压裂和多分支水平井等增产措施被应用于煤层气井增产改造中，其中，水力压裂是目前煤层气开采中最常用的技术手段。但是，常规的水力压裂技术在煤层内形成的裂缝数量较少，且裂缝延伸范围较小，整体压裂效果不好，最终导致煤层气单井产量低。
近几十年来，高功率电脉冲技术得到了快速发展，国内对利用高功率电脉冲技术来实现储层增透的方法进行了一些研究。如专利公开号为CN 104832149A，名称为“一种电脉冲辅助水力压裂的非常规天然气储层增透方法”，是通过向钻孔中注入一定压力的水，然后利用放电设备在水中放电形成的空化效应和水激波来增加储层的渗透率，但由于水中放电形成的冲击波是以球形波形式向周围扩散，冲击波在向周围传播的过程中急速衰减，因此该方法的有效影响范围比较有限，效率比较低。专利公开号为CN105370257A，名称为“一种煤层气井高功率电爆震辅助水力压裂增产方法”，是将水力压裂和高压电脉冲有机结合起来，利用高压电脉冲装置在压裂液中放电形成的冲击波有效增加煤层内裂缝数量，但该方法存在水中放电形成的冲击波以球形波向周围传播，有效影响范围相对较小的问题。
发明内容
技术问题：本发明的目的是克服已有技术中存在的问题，提供一种煤层气井脉冲爆震致裂增渗方法，通过利用高压电脉冲放电产生的高能量，直接作用于煤储层，在正电极和负电极之间的煤层形成等离子体通道，巨大的能量在瞬间通过等离子体通道，形成的高温热膨胀力和冲击波作用于煤层，使煤层形成大量的裂缝，并使原生裂隙扩展。能够有效地增加煤层内的裂缝数量和延伸裂缝的长度，为煤层气流动创造良好条件，在煤层气井增产方面具有良好的应用前景。
技术方案：本发明的煤层气井脉冲爆震致裂增渗方法，其步骤如下：
a.从地面向煤层施工正电极煤层气井筒和负电极煤层气井筒，将安装有正电极的固定台和设在固定台上的高压脉冲装置通过井架下放至正电极煤层气井筒中的煤层预增渗部位，将安装有负电极的另一个固定台通过井架下放至负电极煤层气井筒中的煤层预增渗部位，所述的负电极通过电缆与正电极连接；
b.通过控制台调节正电极煤层气井筒和负电极煤层气井筒中的固定台，使固定台的上部与井筒壁紧密接触，然后，分别使两个固定台上的正电极和负电极均与井筒壁紧密接触，且正电极和负电极在同一水平上相向安置；
c.接通高压电脉冲开关，通过电缆向高压脉冲装置充电，当达到设定放电电压时，高压脉冲装置通过正电极向正电极和负电极之间的煤层放电，放电10-100次后，断开高压电脉冲开关；
d.将正电极煤层气井筒中安装有正电极的固定台和高压脉冲装置移出正电极煤层气井筒，将负电极煤层气井筒中安装有负电极的另一固定台移出负电极煤层气井筒，按常规技术开始进行煤层气抽采。
所述的高压脉冲装置的放电频率为5-30Hz，电压范围在500-9000KV。
所述的正电极煤层气井筒和负电极煤层气井筒之间的距离为150-1200m。
所述的高压脉冲装置包括电容和与电容相连的脉冲触发器。
有益效果：本发明利用高功率电脉冲产生的巨大能量将正电极和负电极之间的煤层击穿，在煤层中形成的等离子体通道内瞬间通过了巨大能量，形成的高温热膨胀力和冲击波作用于等离子体通道壁周围的煤体，使煤层形成大量的裂缝，并使原生裂隙扩展，能够有效地增加煤层内的裂缝数量和延伸裂缝的长度，煤体透气性系数可提高150-350倍，其施工工艺简单，操作方便，安全可靠，有效地提高了单井煤层气产量，在本技术领域内具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明的煤层气井脉冲爆震致裂增渗系统示意图；
图2是高压电脉冲装置结构图；
图中：1-煤层，2-正电极煤层气井筒，3-负电极煤层气井筒，4-固定台，5-正电极，6-负电极，7-高压脉冲装置，8-控制台，9-高压电脉冲开关，10-电缆，11-井架，12-电缆，13-电容，14-脉冲触发器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
图1图2所示，本发明的煤层气井脉冲爆震致裂增渗方法，具体步骤如下：
(1)、从地面向煤层1施工正电极煤层气井筒2和负电极煤层气井筒3，所述的正电极煤层气井筒2和负电极煤层气井筒3之间的距离为150-1200m。将安装有正电极5的固定台4和设在固定台4上的高压脉冲装置7通过井架11下放至正电极煤层气井筒2中的煤层1预增渗部位，所述的高压脉冲装置7包括电容13和与电容13相连的脉冲发生器14。将安装有负电极6的另一个固定台4通过井架11下放至负电极煤层气井筒3中煤层1预增渗部位，负电极6通过电缆12与正电极煤层气井筒2中高压脉冲装置7的电容13连接；
(2)、通过控制台8调节正电极煤层气井筒2和负电极煤层气井筒3中的固定台4，使固定台4上部与井筒壁紧密接触，然后，使正电极煤层气井筒2中固定台4上的正电极5和负电极煤层气井筒3中固定台4上的负电极6均与井筒壁紧密接触，且正电极5和负电极6在同一水平上相向安置；
(3)、接通高压电脉冲开关9，通过电缆10向高压脉冲装置7充电，当达到设定放电电压时，高压脉冲装置7通过正电极5向正电极5和负电极6之间的煤层放电，放电10-100次后，断开高压电脉冲开关9；所述的高压脉冲装置7的放电频率为5-30Hz，电压范围在500-9000KV。如以5Hz的频率向正电极5和负电极6之间的煤层放电，放电15次后，断开高压电脉冲开关9；
(4)、将正电极煤层气井筒2中安装有正电极5的固定台4和高压脉冲装置7移出正电极煤层气井筒2，将负电极煤层气井筒3中安装有负电极6的另一个固定台4移出负电极煤层气井筒3，按现有技术对正电极煤层气井筒2和负电极煤层气井筒3进行煤层气抽采。

Claims (4)

1.一种煤层气井脉冲爆震致裂增渗方法，其特征在于包括如下步骤：
a．从地面向煤层（1）施工正电极煤层气井筒（2）和负电极煤层气井筒（3），将安装有正电极（5）的固定台（4）和设在固定台（4）上的高压脉冲装置（7）通过井架（11）下放至正电极煤层气井筒（2）中的煤层（1）预增渗部位，将安装有负电极（6）的另一个固定台（4）通过井架（11）下放至负电极煤层气井筒（3）中的煤层（1）预增渗部位，所述的负电极（6）通过电缆（12）与高压脉冲装置（7）连接；
b．通过控制台（8）调节正电极煤层气井筒（2）和负电极煤层气井筒（3）中的固定台（4），使固定台（4）的上部与井筒壁紧密接触，然后，分别使两个固定台（4）上的正电极（5）和负电极（6）均与井筒壁紧密接触，且正电极（5）和负电极（6）在同一水平上相向安置；
c．接通高压电脉冲开关（9），通过电缆（10）向高压脉冲装置（7）充电，当达到设定放电电压时，高压脉冲装置（7）通过正电极（5）向正电极（5）和负电极（6）之间的煤层放电，放电10-100次后，断开高压电脉冲开关（9）；
d．将正电极煤层气井筒（2）中安装有正电极（5）的固定台（4）和高压脉冲装置（7）移出正电极煤层气井筒（2），将负电极煤层气井筒（3）中安装有负电极（6）的另一个固定台（4）移出负电极煤层气井筒（3），按常规技术开始进行煤层气抽采。
2.根据权利要求1所述的一种煤层气井脉冲爆震致裂增渗方法，其特征在于：所述的高压脉冲装置（7）的放电频率为5-30Hz，电压范围在500-9000KV。
3.根据权利要求1所述的一种煤层气井脉冲爆震致裂增渗方法，其特征在于：所述的正电极煤层气井筒（2）和负电极煤层气井筒（3）之间的距离为150-1200m。
4.根据权利要求1所述的一种煤层气井脉冲爆震致裂增渗方法，其特征在于：所述的高压脉冲装置（7）包括电容（13）和与电容（13）相连的脉冲触发器（14）。
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