CN107339091A - 一种人工建造油页岩地下破碎体的方法 - Google Patents
一种人工建造油页岩地下破碎体的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107339091A CN107339091A CN201710796743.8A CN201710796743A CN107339091A CN 107339091 A CN107339091 A CN 107339091A CN 201710796743 A CN201710796743 A CN 201710796743A CN 107339091 A CN107339091 A CN 107339091A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oil shale
- horizontal well
- well
- underground
- completion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004058 oil shale Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 42
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 20
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 16
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims description 14
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 11
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 11
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 11
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005474 detonation Methods 0.000 claims description 4
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 3
- 238000005422 blasting Methods 0.000 claims description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
- E21B43/263—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures using explosives
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
一种人工建造油页岩地下破碎体的方法，涉及油页岩地下原位转化技术领域，该方法是首先钻进水平井，在完成水平井钻进后，采用水力压裂手段对水平井进行分段压裂，压裂完成后在水平井内注入液体炸药，液体炸药进入分段压裂形成的地层裂隙中，利用爆炸产生的能量使地下油页岩层进一步强化产生破碎体，增大油页岩开采层的孔隙度和渗透性，形成地下原位转化破碎体，然后钻进若干口垂直井，此时水平井与垂直井之间的油页岩层产生足够多的传热面积。本发明节约了成本，且可以增加油页岩层的碎石化，较常规压裂手段破碎效果更好，可以明显增加油页岩地层的导热能力，有利于油页岩原位工艺的开展，为实现油页岩的商用提供了条件。
Description
技术领域
本发明属于人工建造油页岩地下破碎体领域，特别涉及一种人工建造油页岩地下破碎体的方法。
背景技术
油页岩资源分布广泛，蕴藏丰富，具有可观的利用价值。油页岩开采技术主要分为地表干馏技术和地下原位开采技术，由于地表干馏技术缺点投资大，高污染等弊端，地下原位开采技术越来越受人们重视。但是天然油页岩层渗透性极低，地下加热效率底，因此在目前油页岩开发中主要采用大型水力压裂技术进行人工造缝，但由于油页岩资源多分布于地壳深部，且储层较薄，因此对压裂的压力要求较高，而目前的压裂技术很难达到原位转化工艺要求，常规水力压裂产生的裂缝孔隙度和渗透率较小，并且不能很准确的控制水力压裂产生裂缝的延伸方向，使压裂的结果产生很大的不确定性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有压裂造缝技术的不足，采用水力压裂手段对水平井进行分段压裂，压裂完成后在水平井内注入液体炸药，液体炸药进入分段压裂形成的地层裂隙中，利用爆炸产生的能量使地下油页岩层进一步强化产生破碎体，增大油页岩开采层的孔隙度和渗透性，形成地下原位转化破碎体，使水平井与垂直井之间的油页岩层产生足够多的传热面积。因此本发明提出一种人工建造油页岩地下破碎体的方法。
本发明的具体实施步骤如下：
1)根据油页岩原位开采项目的具体情况，以及油页岩开采区域的地质资料确定上覆岩体、下卧岩体的位置和各井井位；
2)施工方案确定后开始进行第一阶段作业，施工一口水平井，水平井横卧所要开采的油页岩层，先不进行垂直井的施工工作；
3)待第一阶段钻井作业完成后，进行第二阶段作业，对水平井进行分段压裂，压裂的主方向为水平井轴向，压裂程度达到水平井周围产生裂隙，可以为液态炸药提供作用位置即可；
4)待第二阶段压裂作业完成后，进行第三阶段作业，向水平井内注入液体炸药，注药液线位于下密封板下方一定距离处，将电磁起爆器安装在下密封板上，并将引爆导线引出到井外安全处，在下密封板上方注入一定量的岩粉，并利用上密封板夯实岩粉，密封井口；
5)待步骤4)内准备工作完成后，在地表安全处引爆井下液体炸药，待爆破造缝完成后，在目标油页岩层形成地下破碎体，并检测井下造缝工作能否满足设计要求。
6)待步骤5)内工作完成后，按照设计要求在水平井两侧钻进若干口垂直井，然后下入花管，利于垂直井加热时热量传出。
根据项目情况钻井一口水平井以及若干口垂直井，其中水平井作为开采井，横卧油页岩层，垂直井作为加热井，布于水平井两侧，垂直井间距根据加热需要在几十米不等，水平井与垂直井不同时进行钻进，且不通过钻井方式连通。
布井工作完成后利用水力压裂手段对水平井进行分段压裂，压裂程度达到水平井周围产生裂隙即可。
爆破造缝所用液体炸药，在注入水平井时需具有一定的压力，能够保证液体炸药充满水平井压裂产生的裂隙。
水平井内需下入上、下密封板，且在两密封板间填充岩粉并压实，密封井口上述一种人工建造油页岩地下破碎体的方法，其特征在于：注药液线距下密封板留有一定空隙，增强液体炸药爆破的气楔作用，强化爆破造缝效果。
电磁起爆器安装在下密封板上，且需具有一定的抗冲击能力，保证在上密封板夯实岩粉后，电磁起爆器能正常工作。
注入液体炸药的钻杆连接在上密封板上部，且钻杆需为加厚钻杆，能够承受液体炸药爆炸产生的冲击载荷。
起爆导线外设有保护层，能够保证在上密封板夯实岩粉后，起爆导线能够正常工作。
利用液体炸药爆破造缝工作完成后，再进行垂直井的钻进工作，且为增加垂直井的热量传输效率，垂直井可下入花管进行加热工作。
爆破造缝工作完成后，在油页岩储层区域形成a×b×c米的地下破碎体，使垂直井与水平井之间有足够的热量传输通道。
本发明的有益效果是：
提高了油页岩层的造缝质量，形成满足设计要求的地下破碎体，同时可以解决现有技术难以准确压裂埋藏较深的薄层油页岩的问题。
附图说明
图1为本发明的改造结果图。
图2为本发明的压裂结果图。
图3为本发明的爆破结果图。
图4为本发明的工作俯视图。
图5为本发明的改造剖视图。
其中：1-上覆岩体；2-油页岩层；3-下卧岩体；4-垂直井；5-水平井；6-裂缝；7-钻杆；8-引爆导线；9-上密封板；10-岩粉；11-下密封板；12-注药液线；13-电磁起爆器；14-破碎岩块；15-热量传输通道。
具体实施方式
请参阅图1、图2、图3、图4和5所示，本发明包括以下步骤：
1)根据油页岩原位开采项目的情况，以及油页岩开采区域的地质资料确定上覆岩体1、下卧岩体3的位置和各井井位；
2)施工方案确定后开始进行第一阶段作业，施工一口水平井5，水平井5横卧所要开采的油页岩层2，先不进行垂直井4的施工工作；
3)待第一阶段钻井作业完成后，进行第二阶段作业，对水平井5进行分段压裂，压裂的主方向为水平井5轴向，压裂程度达到水平井周围产生裂隙，可以为液态炸药提供作用位置即可；
4)待第二阶段压裂作业完成后，进行第三阶段作业，向水平井5内注入液体炸药，注药液线12位于下密封板11下方一段距离处，将电磁起爆器13安装在下密封板11上，并将引爆导线8引出到井外安全处，在下密封板11上方注入岩粉10，并利用上密封板9夯实岩粉10，密封井口；注入液体炸药的钻杆7连接在上密封板上部，且钻杆7为加厚钻杆，能够承受液体炸药爆炸产生的冲击载荷。
5)待步骤4)内准备工作完成后，在地表安全处引爆井下液体炸药，待爆破造缝6完成后，在目标油页岩层2形成地下破碎体14，并检测井下造缝6工作能否满足设计要求。
6)待步骤5)内工作完成后，按照设计要求在水平井5两侧钻进若干口垂直井4，然后下入花管，利于垂直井4加热时热量传出。
根据项目情况钻井一口水平井5以及若干口垂直井4，其中水平井5作为开采井，横卧油页岩层2，垂直井4作为加热井，布于水平井5两侧，垂直井4之间具有间距，水平井5与垂直井4不同时进行钻进，且不通过钻井方式连通。
布井工作完成后，利用水力压裂手段对水平井5进行分段压裂，压裂程度达到水平井5周围产生裂隙即可。
爆破造缝6所用液体炸药，在注入水平井5时需具有压力，能够保证液体炸药充满水平井5压裂产生的裂隙。
水平井5内需下入上密封板9和下密封11，且在上密封板9和下密封11间填充岩粉10并压实，密封井口。
注药液线12距下密封板11留有空隙，增强液体炸药爆破的气楔作用，强化爆破造缝效果。
电磁起爆器13安装在下密封板11上，电磁起爆器13具有抗冲击能力，保证在上密封板9夯实岩粉10后，电磁起爆器13能正常工作。
起爆导线8外设有保护层，能够保证在上密封板9夯实岩粉10后，起爆导线8能够正常工作。
利用液体炸药爆破造缝工作完成后，再进行垂直井4的钻进工作，且为了增加垂直井4的热量传输效率，垂直井4可下入花管进行加热工作。
爆破造缝工作完成后，在油页岩储层区域形成a×b×c米的地下破碎体，使垂直井4与水平井5之间有足够的热量传输通道15。
Claims (10)
1.一种人工建造油页岩地下破碎体的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)根据油页岩原位开采项目的情况，以及油页岩开采区域的地质资料确定上覆岩体(1)、下卧岩体(3)的位置和各井井位；
2)施工方案确定后开始进行第一阶段作业，施工一口水平井(5)，水平井(5)横卧所要开采的油页岩层(2)，先不进行垂直井(4)的施工工作；
3)待第一阶段钻井作业完成后，进行第二阶段作业，对水平井(5)进行分段压裂，压裂的主方向为水平井(5)轴向，压裂程度达到水平井周围产生裂隙，可以为液态炸药提供作用位置即可；
4)待第二阶段压裂作业完成后，进行第三阶段作业，向水平井(5)内注入液体炸药，注药液线(12)位于下密封板(11)下方一段距离处，将电磁起爆器(13)安装在下密封板(11)上，并将引爆导线(8)引出到井外安全处，在下密封板(11)上方注入岩粉(10)，并利用上密封板(9)夯实岩粉(10)，密封井口；注入液体炸药的钻杆(7)连接在上密封板上部，且钻杆(7)为加厚钻杆，能够承受液体炸药爆炸产生的冲击载荷；
5)待步骤4)内准备工作完成后，在地表安全处引爆井下液体炸药，待爆破造缝(6)完成后，在目标油页岩层(2)形成地下破碎体(14)，并检测井下造缝(6)工作能否满足设计要求。
6)待步骤5)内工作完成后，按照设计要求在水平井(5)两侧钻进若干口垂直井(4)，然后下入花管，利于垂直井(4)加热时热量传出。
2.根据权利要求1所述的一种人工建造油页岩地下破碎体的方法，其特征在于：根据项目情况钻井一口水平井(5)以及若干口垂直井(4)，其中水平井(5)作为开采井，横卧油页岩层(2)，垂直井(4)作为加热井，布于水平井(5)两侧，垂直井(4)之间具有间距，水平井(5)与垂直井(4)不同时进行钻进，且不通过钻井方式连通。
3.根据权利要求1所述的一种人工建造油页岩地下破碎体的方法，其特征在于：布井工作完成后，利用水力压裂手段对水平井(5)进行分段压裂，压裂程度达到水平井(5)周围产生裂隙即可。
4.根据权利要求1所述的一种人工建造油页岩地下破碎体的方法，其特征在于：爆破造缝(6)所用液体炸药，在注入水平井(5)时需具有压力，能够保证液体炸药充满水平井(5)压裂产生的裂隙。
5.根据权利要求1所述的一种人工建造油页岩地下破碎体的方法，其特征在于：水平井(5)内下入上密封板(9)和下密封(11)，且在上密封板(9)和下密封(11)间填充岩粉(10)并压实，密封井口。
6.根据权利要求1所述的一种人工建造油页岩地下破碎体的方法，其特征在于：注药液线(12)距下密封板(11)留有空隙，增强液体炸药爆破的气楔作用，强化爆破造缝效果。
7.根据权利要求1所述的一种人工建造油页岩地下破碎体的方法，其特征在于：电磁起爆器(13)安装在下密封板(11)上，电磁起爆器(13)具有抗冲击能力，保证在上密封板(9)夯实岩粉(10)后，电磁起爆器(13)能正常工作。
8.根据权利要求1所述的一种人工建造油页岩地下破碎体的方法，其特征在于：起爆导线(8)外设有保护层，能够保证在上密封板(9)夯实岩粉(10)后，起爆导线(8)能够正常工作。
9.根据权利要求1所述的一种人工建造油页岩地下破碎体的方法，其特征在于：利用液体炸药爆破造缝工作完成后，再进行垂直井(4)的钻进工作，且为了增加垂直井(4)的热量传输效率，垂直井(4)可下入花管进行加热工作。
10.根据权利要求1所述的一种人工建造油页岩地下破碎体的方法，其特征在于：爆破造缝工作完成后，在油页岩储层区域形成a×b×c米的地下破碎体，使垂直井(4)与水平井(5)之间有足够的热量传输通道(15)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710796743.8A CN107339091B (zh) | 2017-09-06 | 2017-09-06 | 一种人工建造油页岩地下破碎体的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710796743.8A CN107339091B (zh) | 2017-09-06 | 2017-09-06 | 一种人工建造油页岩地下破碎体的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107339091A true CN107339091A (zh) | 2017-11-10 |
| CN107339091B CN107339091B (zh) | 2020-07-24 |
Family
ID=60215265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710796743.8A Active CN107339091B (zh) | 2017-09-06 | 2017-09-06 | 一种人工建造油页岩地下破碎体的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107339091B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109577937A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-04-05 | 中国石油大学(北京) | 油页岩原位开采的方法和装置 |
| CN110306965A (zh) * | 2019-07-08 | 2019-10-08 | 河南理工大学 | 一种用于煤层气低产井区的增产方法 |
| CN110306967A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-10-08 | 河南理工大学 | 一种煤层水力压裂与水压爆破耦合增透方法及装置 |
| CN110318722A (zh) * | 2018-03-30 | 2019-10-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 地层加热提取油气系统及方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1324979A (zh) * | 1999-12-17 | 2001-12-05 | 中国科学院力学研究所 | 油田层内爆炸处理方法 |
| US20080164030A1 (en) * | 2007-01-04 | 2008-07-10 | Michael Roy Young | Process for two-step fracturing of oil shale formations for production of shale oil |
| CN102168543A (zh) * | 2011-03-17 | 2011-08-31 | 中国科学院力学研究所 | 一种通过爆炸方式增加页岩气采收率的方法及装置 |
| CN102587880A (zh) * | 2012-03-05 | 2012-07-18 | 中国石油天然气股份有限公司 | 采油方法 |
| CN103696747A (zh) * | 2013-11-09 | 2014-04-02 | 吉林大学 | 一种油页岩原位提取页岩油气的方法 |
| CN106382110A (zh) * | 2015-09-17 | 2017-02-08 | 中国石油大学(北京) | 一种用于层内爆炸压裂的点火球及压裂施工方法 |
| CN106437657A (zh) * | 2015-08-04 | 2017-02-22 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种利用流体对油页岩进行原位改造和开采的方法 |
-
2017
- 2017-09-06 CN CN201710796743.8A patent/CN107339091B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1324979A (zh) * | 1999-12-17 | 2001-12-05 | 中国科学院力学研究所 | 油田层内爆炸处理方法 |
| US20080164030A1 (en) * | 2007-01-04 | 2008-07-10 | Michael Roy Young | Process for two-step fracturing of oil shale formations for production of shale oil |
| CN102168543A (zh) * | 2011-03-17 | 2011-08-31 | 中国科学院力学研究所 | 一种通过爆炸方式增加页岩气采收率的方法及装置 |
| CN102587880A (zh) * | 2012-03-05 | 2012-07-18 | 中国石油天然气股份有限公司 | 采油方法 |
| CN103696747A (zh) * | 2013-11-09 | 2014-04-02 | 吉林大学 | 一种油页岩原位提取页岩油气的方法 |
| CN106437657A (zh) * | 2015-08-04 | 2017-02-22 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种利用流体对油页岩进行原位改造和开采的方法 |
| CN106382110A (zh) * | 2015-09-17 | 2017-02-08 | 中国石油大学(北京) | 一种用于层内爆炸压裂的点火球及压裂施工方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110318722A (zh) * | 2018-03-30 | 2019-10-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 地层加热提取油气系统及方法 |
| CN110318722B (zh) * | 2018-03-30 | 2022-04-12 | 中国石油化工股份有限公司 | 地层加热提取油气系统及方法 |
| CN109577937A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-04-05 | 中国石油大学(北京) | 油页岩原位开采的方法和装置 |
| CN110306965A (zh) * | 2019-07-08 | 2019-10-08 | 河南理工大学 | 一种用于煤层气低产井区的增产方法 |
| CN110306967A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-10-08 | 河南理工大学 | 一种煤层水力压裂与水压爆破耦合增透方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107339091B (zh) | 2020-07-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113294134B (zh) | 一种水力压裂与甲烷原位燃爆协同致裂增透方法 | |
| US9062545B2 (en) | High strain rate method of producing optimized fracture networks in reservoirs | |
| CN107339091A (zh) | 一种人工建造油页岩地下破碎体的方法 | |
| CN101338999B (zh) | 低渗透砂岩型铀矿床爆破增渗的方法 | |
| CN101440704B (zh) | 可地浸矿层连续高能气体压裂增渗方法及专用高能气体发生器 | |
| CN104879159B (zh) | 一种松软煤层回采工作面增透抽采瓦斯的装置及其方法 | |
| CN105571419A (zh) | 一种能够有效降低露天矿山爆破大块率的爆破方法 | |
| CN105545307A (zh) | 特大采场空间远近场井上下协同顶板控制方法 | |
| CN104633996B (zh) | 一种水源热泵回灌技术方法 | |
| CN206174945U (zh) | 三气共采三分枝u型井多点井网开采系统 | |
| CN107152303A (zh) | 一种低透气高瓦斯煤层被掩护巷高效爆破卸压抽采的方法 | |
| CN106014473B (zh) | 一种交叉钻孔约束爆破网络增透瓦斯抽放方法 | |
| CN110671145A (zh) | 一种大采宽厚煤层开采复合注浆方法 | |
| CN112593936B (zh) | 一种深部矿井多灾害区域超前综合防治方法 | |
| CN107120137B (zh) | 一种煤巷掘进沿煤层底板深孔预裂爆破抽采方法 | |
| CN102031775B (zh) | 硬斜岩中孔爆破钻孔桩施工方法 | |
| CN111535791A (zh) | 碎软低渗煤层井上下联合压裂区域瓦斯高效抽采方法 | |
| CN110173238A (zh) | 厚煤层立体化巷道布置网络化爆破增透抽采全厚瓦斯方法 | |
| CN201706988U (zh) | 环形聚能槽型平底爆破药包 | |
| CN104265258A (zh) | 一种压裂辅助火烧油层吞吐开采稠油的方法 | |
| CN107288606B (zh) | 一种人工建造干热岩热储层的方法 | |
| CN218862588U (zh) | 一种干热岩水平井开采管柱结构 | |
| CN110344806B (zh) | 一种小井眼爆炸造缝辅助水力压裂方法 | |
| CN115653561A (zh) | 一种煤系气储层直井甲烷原位分层燃爆压裂造储方法 | |
| CN113338873B (zh) | 一种页岩气藏多分支井爆压强化抽采方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |