一种页岩井下频谱共振的控制方法技术

一种页岩井下频谱共振的控制方法，包括：(1)设计页岩频谱共振发生器地面电源及控制装置，其包括高压脉冲驱动电路和伺服控制机构；(2)在页岩井下放置放电电极，放电电极与高压脉冲驱动电路连接；(3)在伺服控制机构作用下将电爆丝送至页岩井下，与放电电极间隔一定距离；(4)当检测高压脉冲驱动电路的充电电流为零时，确定高压脉冲驱动电路内部电容充满电；(5)控制高压脉冲驱动电路放电，对放电电极在极短的时间内通以高密度的脉冲电流，发生频谱共振；(6)地下受到电爆炸冲击振动的部分页岩中，由于其本身具有很多的页理面，在应力的作用下，会使其沿层理面，继续产生微小裂隙，并不断向远端延伸。

Control method for shale downhole spectrum resonance

Control method comprises a spectrum of resonance: the underground shale shale (1) design spectrum resonance generator ground power supply and control device, which comprises a driving circuit and a servo control mechanism of high voltage pulse; (2) placing the discharge electrode in shale mine, discharge electrode and the high voltage is connected with the driving circuit; (3) the wire electrical explosion to the underground shale in the servo control mechanism, and the discharge electrode at a certain distance; (4) when the charging current detection of high voltage pulse driving circuit is zero, to determine the high voltage pulse drive internal capacitor circuit with electric control; (5) high voltage pulse driving circuit for discharge, discharge electrode in a short time through the pulse current high density, spectrum resonance; (6) by the underground part of shale electrical explosion shock vibration, due to its many lamellae, under the action of stress, will make It continues to produce tiny fractures along the bedding plane and continues to extend to the far end.

【技术实现步骤摘要】
一种页岩井下频谱共振的控制方法
本专利技术涉及页岩气储层改造的
，具体地涉及一种页岩井下频谱共振的控制方法。
技术介绍
页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附和游离状态为主要存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主，是一种清洁、高效的能源资源和化工原料，主要用于居民燃气、城市供热、发电、汽车燃料和化工生产等，用途广泛。页岩气生产过程中一般无需排水，生产周期长，一般为30年～50年，勘探开发成功率高，具有较高的工业经济价值。我国页岩气资源潜力大，初步估计我国页岩气可采资源量在25万亿立方米。页岩气开发具有开采寿命长和生产周期长的优点——大部分产气页岩分布范围广、厚度大，且普遍含气，使得页岩气井能够长期地稳定产气。但页岩气储集层渗透率低，开采难度较大。随着世界能源消费的不断攀升，包括页岩气在内的非常规能源越来越受到重视。美国和加拿大等国已实现页岩气商业性开发。页岩气藏的储层一般呈低孔、低渗透率的物性特征，气流的阻力比常规天然气大，所有的井都需要实施储层压裂改造才能开采出来。另一方面，页岩气采收率比常规天然气低，常规天然气采收率在60％以上，而页岩气仅为5％～60％。低产影响着人们对它的热衷，美国已经有一些先进技术可以提高页岩气井的产量。中国页岩气藏的储层与美国相比有所差异，如四川盆地的页岩气层埋深要比美国的大，美国的页岩气层深度在800～2600米，而四川盆地的页岩气层埋深在2000～3500米。页岩气层深度的增加无疑在我们本不成熟的技术上又增添了难度。随着技术的进步，页岩气井压裂措施的费用也逐步降低。水平井是页岩气藏成功开发的另一关键因素。根据美国经验，水平井的日均产气量及最终产气量是垂直井的3-5倍，产气速率则提高10倍，而水平井的成本则不足垂直井的2-4倍。因此，水平井的推广应用加速了页岩气的开发进程。由于页岩气发育规模较大、单口井的控制可采储量高(可达6千万方)，采取措施后的单井日产量可达3万方。加之页岩气井的产量递减率低，容易实现30-50年的稳产时间，因此能实现相对的高产的经济价值。目前页岩气的开采技术主要包括水平井钻完井技术和分段压裂技术、清水压裂技术、重复压裂技术及最新的同步压裂技术，这些技术正不断提高着页岩气井的产量。页岩气勘探开发已在美国取得成功,而国内页岩气的研究还处于起步阶段,但作为一种潜力巨大的非常规能源,正逐渐受到国家相关机构和各石油公司的重视。页岩气储层改造技术的研究一直是开发人员研究的热点和重点。本申请主要研究一种页岩井下频谱共振的控制方法，将其作为页岩气储层改造技术的一个开发方向。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种页岩井下频谱共振的控制方法,其能够使页岩储层收到脉冲冲击振动，有效地改善页岩储层的渗透率。本专利技术的技术解决方案是：这种页岩井下频谱共振的控制方法，其包括以下步骤：(1)设计页岩频谱共振发生器地面电源及控制装置，其包括高压脉冲驱动电路和伺服控制机构；(2)在页岩井下放置放电电极，放电电极与高压脉冲驱动电路连接；(3)在伺服控制机构作用下将电爆丝送至页岩井下，与放电电极间隔一定距离；(4)当检测高压脉冲驱动电路的充电电流为零时，确定高压脉冲驱动电路内部电容充满电；(5)控制高压脉冲驱动电路放电，对放电电极在极短的时间内通以高密度的脉冲电流，发生频谱共振；(6)地下受到电爆炸冲击振动的部分页岩中，由于其本身具有很多的页理面，在应力的作用下，会使其沿层理面，继续产生微小裂隙，并不断向远端延伸。本专利技术对井下频谱共振驱动变换电路充电，使其产生高压；自动控制井下电爆丝与放电极之间的距离，使电爆丝在控制脉冲作用下瞬间将正负极间的高压接通，通过电爆丝进行放电，电阻丝产生频谱共振炸，使页岩储层收到脉冲冲击振动，有效地改善页岩储层的渗透率。附图说明图1是根据本专利技术的页岩井下频谱共振的控制方法的流程图。具体实施方式如图1所示，这种页岩井下频谱共振的控制方法，其包括以下步骤：(1)设计页岩频谱共振发生器地面电源及控制装置，其包括高压脉冲驱动电路和伺服控制机构；(2)在页岩井下放置放电电极，放电电极与高压脉冲驱动电路连接；(3)在伺服控制机构作用下将电爆丝送至页岩井下，与放电电极间隔一定距离；(4)当检测高压脉冲驱动电路的充电电流为零时，确定高压脉冲驱动电路内部电容充满电；(5)控制高压脉冲驱动电路放电，对放电电极在极短的时间内通以高密度的脉冲电流，发生频谱共振；(6)地下受到电爆炸冲击振动的部分页岩中，由于其本身具有很多的页理面，在应力的作用下，会使其沿层理面，继续产生微小裂隙，并不断向远端延伸。本专利技术对井下频谱共振驱动变换电路充电，使其产生高压；自动控制井下电爆丝与放电极之间的距离，使电爆丝在控制脉冲作用下瞬间将正负极间的高压接通，通过电爆丝进行放电，电阻丝产生频谱共振炸，使页岩储层收到脉冲冲击振动，有效地改善页岩储层的渗透率。另外，所述步骤(1)中，利用DSP嵌入式系统、IGBT电力电子和PWM整流技术，设计页岩频谱共振发生器地面电源及控制装置。主要内容包括：①页岩频谱共振发生器大功率程控电源的研制；②页岩频谱共振发生器电源工作参数的优化与控制策略研究。另外，所述步骤(2)中，放电电极采用金属丝或者金属箔片。另外，所述步骤(6)包括：频谱共振机理研究、频谱共振过程建模与仿真分析研究、频谱共振过程中能量形态及其分布特性研究、频谱共振材料特性分析与设计。另外，该方法还包括：页岩频谱共振井下驱动与控制系统工作机理研究，页岩频谱共振发生器装置参数对性能的影响与优化，页岩频谱共振井下驱动与控制短接的机械结构设计与优化，页岩频谱共振井下驱动与控制短接的研制。另外，该方法在频谱共振机理研究的基础上，根据井中页岩固有频率检测，优化频谱共振脉冲频谱，使之最大限度落在页岩固有频率范围内。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术作任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本专利技术技术方案的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种页岩井下频谱共振的控制方法，其特征在于：其包括以下步骤：(1)设计页岩频谱共振发生器地面电源及控制装置，其包括高压脉冲驱动电路和伺服控制机构；(2)在页岩井下放置放电电极，放电电极与高压脉冲驱动电路连接；(3)在伺服控制机构作用下将电爆丝送至页岩井下，与放电电极间隔一定距离；(4)当检测高压脉冲驱动电路的充电电流为零时，确定高压脉冲驱动电路内部电容充满电；(5)控制高压脉冲驱动电路放电，对放电电极在极短的时间内通以高密度的脉冲电流，发生频谱共振；(6)地下受到电爆炸冲击振动的部分页岩中，由于其本身具有很多的页理面，在应力的作用下，会使其沿层理面，继续产生微小裂隙，并不断向远端延伸。

【技术特征摘要】
1.一种页岩井下频谱共振的控制方法，其特征在于：其包括以下步骤：(1)设计页岩频谱共振发生器地面电源及控制装置，其包括高压脉冲驱动电路和伺服控制机构；(2)在页岩井下放置放电电极，放电电极与高压脉冲驱动电路连接；(3)在伺服控制机构作用下将电爆丝送至页岩井下，与放电电极间隔一定距离；(4)当检测高压脉冲驱动电路的充电电流为零时，确定高压脉冲驱动电路内部电容充满电；(5)控制高压脉冲驱动电路放电，对放电电极在极短的时间内通以高密度的脉冲电流，发生频谱共振；(6)地下受到电爆炸冲击振动的部分页岩中，由于其本身具有很多的页理面，在应力的作用下，会使其沿层理面，继续产生微小裂隙，并不断向远端延伸。2.根据权利要求1所述的页岩井下频谱共振的控制方法，其特征在于：所述步骤(1)中，利用DSP嵌入式系统、IGBT电力电子和PWM整流技术，设计页岩频谱共振发生器地面电源及...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟刚毅，王玉芳，龚大建，胡志方，康中健，韩冰，康伟，王胜建，张宏达，张家政，
申请(专利权)人：中国地质调查局油气资源调查中心，
类型：发明
国别省市：北京,11