【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤层气储层压裂，具体涉及利用工业温室气体压裂深部煤层气储层的方法。
技术介绍
1、目前，深部煤层气资源开发主要采用水力压裂储层的方法，大规模水力压裂能够改造深部煤层气储层的地质微结构，促进煤层气的释放。大规模水力压裂需要大量的水，而我国煤矿区主要分布地区多为干旱缺水地区，水资源的匮乏，制约了水力压裂改造。
2、另一方面，我国多数的煤矿区同时又是重工业聚集地，便于近距离、低成本的利用煤炭、煤气资源。重工业是工业温室气体的主要来源，目前，大量废气经处理后，含硫、氮成分较少，但二氧化碳含量较高，这些尾气排放到大气环境中，将加剧温室现象。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供利用工业温室气体压裂深部煤层气储层的方法，包括以下步骤：
2、s1：收集经过处理后的工业温室气体，进行低温液化处理，得到液态二氧化碳；
3、s2：对于深部煤层气储层，先钻设竖直井，再以竖直井底部为起点，钻设若干个水平井，使得水平井始端连通竖直井底部，若干个水平井以竖直井底部圆心为中心、呈辐射状均匀分布；
4、s3：沿着水平井的长度方向将水平井均匀划分为若干个射孔段，所有水平井的长度、射孔段的段数及长度均相同，射孔顺序为从末端至始端的渐退式射孔；
5、s4：按照顺时针或逆时针方向，依次对各个水平井的一个射孔段进行射孔，然后，按照相同的顺序依次对各个水平井已射孔的射孔段进行压裂，压裂时使用步骤s1得到的液态二氧化碳；
6、按照从
7、可选的，步骤s2中，若干个水平井的长度相同，以竖直井的圆心为圆心、水平井的长度为半径形成一个圆形，若干个水平井的末端沿着该圆形的周向均匀分布，水平井处于深部煤层气储层内，形成打开的伞状，能够向着深部储层的四周多个方向进行压裂，大大提高压裂效果，有利于之后增大煤层气产量；同时，多个水平井中使用液态二氧化碳进行压裂，也同时完成二氧化碳的深部地质注入。
8、可选的，步骤s3中，限定了水平井内的射孔方式，沿着水平井的长度方向将水平井分为若干段，分段进行射孔、压裂，由水平井的末端至始端的方向，依次命名为第一射孔段、第二射孔段…直至第n射孔段，n为射孔段的个数；
9、所述渐退式射孔具体为，先对第一射孔段进行射孔，然后进行压裂，再对第二射孔段进行射孔，然后在第二射孔段进行压裂，这样由水平井的末端至始端逐段射孔、压裂，直至最靠近始端的射孔段。
10、可选的，步骤s4具体为：
11、（1）将射孔枪沿着竖直井下放至竖直井底部，按照顺时针或逆时针方向，依次对每个水平井的第一射孔段进行射孔；
12、（2）使用液态二氧化碳从第一个已射孔的水平井开始，按照与步骤（1）相同的方向依次对各个水平井的第一射孔段进行压裂，一个水平井用二氧化碳压裂完后，再用压裂液进行补充压裂，不排液，然后，用可溶性桥塞封堵压裂完成的射孔段；
13、（3）重复步骤（1）的操作，依次对每个水平井的第二射孔段进行射孔；然后重复步骤（2）的操作，依次对各个水平井的第二射孔段进行液态二氧化碳压裂和压裂液压裂，不排液，然后再坐封；
14、重复步骤（3）的操作，直至对所有水平井的所有射孔段都压裂完成后，统一排液。
15、进一步可选的，步骤（2）中，对于同一个射孔段，先用二氧化碳进行一次压裂，初步扩展裂隙、裂缝、岩道，再使用常规的压裂液进行二次压裂，压裂液在物理尺寸上优于二氧化碳气体，能够用支撑剂（粗砂细砂）在裂隙内形成物理实体支撑扩展，有利于形成更为丰富的裂隙网络。
16、本专利技术提供了一种新型射孔装置，包括常规的竖直射孔杆、水平射孔杆和射孔枪，射孔枪安装在水平射孔杆上，在竖直射孔杆的底部设有可转动的阻液部，水平射孔杆连接在阻液部的下方，能随阻液部转动位置，对不同的水平井进行射孔；
17、阻液部包括驱动电机、支座以及支座上的若干个阻液支部，阻液支部为可收放的杆件，且前端设有半球状的阻液板，阻液部沿竖直井下降时，阻液支部收起呈直立状，阻液部降至竖直井底部后，阻液支部放开时指向各个水平井，此时阻液板对应覆盖水平井的始端。
18、可选的，所述支座为圆环形，套接在竖直射孔杆底部的外侧，若干个阻液支部沿着支座的周向均匀设置，阻液支部的个数比水平井的个数少一个，每个阻液支部能对应指向一个水平井，且有一个水平井没有阻液板遮挡、能进行压裂；阻液支部的一端铰接支座，另一端固定连接阻液板；
19、水平射孔杆的一端连接在支座的下方，另一端连接射孔枪。
20、可选的，所述竖直射孔杆底部的两段为中空的，上方一段的内部设有驱动电机，驱动电机的转轴通过连接杆连接下方一段的内壁，能够带动下方一段以及支座转动。
21、可选的，所述阻液板的内部中空，当阻液支部展开时，阻液板的开口朝向远离竖直射孔杆的方向，开口为竖直的圆形，且该圆形经过阻液板的球心，阻液板向着竖直射孔杆凸出的侧面的顶点通过弹簧连接对应的阻液支部。
22、由于深部煤层气储层的温度较高，液态二氧化碳受地下温度影响，为避免提前气化，本专利技术提出了一种冷却套管，套接在二氧化碳压裂管的外侧，冷却套管的横截面为圆环形，冷却套管的内部用于容纳冷却水，为二氧化碳压裂管降温，保持二氧化碳压裂管内部为液态；
23、冷却套管的顶部设有支撑架，用于支撑冷却套管的整体形状；冷却套管的顶部设有进液管和排液管，进液管和排液管连接地上的冷水机，为冷却套管提供循环的冷却水；支撑架上至少连接两根钢索，分别连接地上的两台卷扬机，用于冷却套管的下放和上提；冷却套管的底部连接二氧化碳压裂管的出口端。
24、可选的，沿着冷却套管的长度方向设有若干个支撑圈，支撑圈设在冷却套管的外侧面上，支撑圈上设有若干个伸缩机构，伸缩机构包括电磁控制器和伸缩杆，能够控制伸缩杆伸长，使得伸缩杆的端头抵住竖直井内壁，用于支撑充入冷却水的冷却套管。
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1.利用工业温室气体压裂深部煤层气储层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的利用工业温室气体压裂深部煤层气储层的方法，其特征在于，步骤S2中，若干个水平井的长度相同，以竖直井的圆心为圆心、水平井的长度为半径形成一个圆形，若干个水平井的末端沿着该圆形的周向均匀分布。
3.根据权利要求1所述的利用工业温室气体压裂深部煤层气储层的方法，其特征在于，步骤S3中，限定了水平井内的射孔方式，沿着水平井的长度方向将水平井分为若干段，分段进行射孔、压裂，由水平井的末端至始端的方向，依次命名为第一射孔段、第二射孔段，直至第n射孔段，n为射孔段的个数；
4.根据权利要求1所述的利用工业温室气体压裂深部煤层气储层的方法，其特征在于，步骤S4具体为：
5.根据权利要求4所述的利用工业温室气体压裂深部煤层气储层的方法，其特征在于，步骤（2）中，对于同一个射孔段，先用二氧化碳进行一次压裂，初步扩展裂隙、裂缝、岩道，再使用常规的压裂液进行二次压裂。
6.根据权利要求4所述的利用工业温室气体压裂深部煤层气储层的方法，其特征在于，步
7.根据权利要求6所述的利用工业温室气体压裂深部煤层气储层的方法，其特征在于，所述支座为圆环形，套接在竖直射孔杆底部的外侧，若干个阻液支部沿着支座的周向均匀设置，阻液支部的个数比水平井的个数少一个，每个阻液支部能对应指向一个水平井；阻液支部的一端铰接支座，另一端固定连接阻液板；
8.根据权利要求7所述的利用工业温室气体压裂深部煤层气储层的方法，其特征在于，所述竖直射孔杆底部的两段为中空的，上方一段的内部设有驱动电机，驱动电机的转轴通过连接杆连接下方一段的内壁，能够带动下方一段以及支座转动。
9.根据权利要求4所述的利用工业温室气体压裂深部煤层气储层的方法，其特征在于，步骤S4中压裂使用冷却套管，冷却套管套接在二氧化碳压裂管的外侧，冷却套管的横截面为圆环形，冷却套管的内部用于容纳冷却水，为二氧化碳压裂管降温，保持二氧化碳压裂管内部为液态；
10.根据权利要求9所述的利用工业温室气体压裂深部煤层气储层的方法，其特征在于，沿着冷却套管的长度方向设有若干个支撑圈，支撑圈设在冷却套管的外侧面上，支撑圈上设有若干个伸缩机构，伸缩机构包括电磁控制器和伸缩杆，能够控制伸缩杆伸长，使得伸缩杆的端头抵住竖直井内壁，用于支撑充入冷却水的冷却套管。
...【技术特征摘要】
1.利用工业温室气体压裂深部煤层气储层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的利用工业温室气体压裂深部煤层气储层的方法，其特征在于，步骤s2中，若干个水平井的长度相同，以竖直井的圆心为圆心、水平井的长度为半径形成一个圆形，若干个水平井的末端沿着该圆形的周向均匀分布。
3.根据权利要求1所述的利用工业温室气体压裂深部煤层气储层的方法，其特征在于，步骤s3中，限定了水平井内的射孔方式，沿着水平井的长度方向将水平井分为若干段，分段进行射孔、压裂，由水平井的末端至始端的方向，依次命名为第一射孔段、第二射孔段，直至第n射孔段，n为射孔段的个数；
4.根据权利要求1所述的利用工业温室气体压裂深部煤层气储层的方法，其特征在于，步骤s4具体为：
5.根据权利要求4所述的利用工业温室气体压裂深部煤层气储层的方法，其特征在于，步骤（2）中，对于同一个射孔段，先用二氧化碳进行一次压裂，初步扩展裂隙、裂缝、岩道，再使用常规的压裂液进行二次压裂。
6.根据权利要求4所述的利用工业温室气体压裂深部煤层气储层的方法，其特征在于，步骤s4中射孔使用射孔装置，包括竖直射孔杆、水平射孔杆和射孔枪，射孔枪安装在水平射孔杆上，在竖直射孔杆的底部设有可转动的阻液部，水平射孔杆连接在阻液部...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐强，王铮，任珊，王东升，李永臣，
申请(专利权)人：中国煤炭地质总局勘查研究总院，
类型：发明
国别省市：
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