一种基于液电效应与岩石压胀的油气田增产技术

技术领域

本发明属于非常规页岩油气领域，具体的涉及一种基于液电效应与岩石压胀特性改善页岩油气储层物性的方法。

背景技术

我国的页岩油气资源丰富，四川盆地及周缘的海相地层，累计探明页岩气地质储量7643亿立方米。其中，重庆涪陵页岩气田累计探明地质储量6008亿立方米，成为北美之外最大的页岩气田。中国页岩气基础地质条件复杂，页岩气勘探开发面临诸多困难和挑战，但在页岩分布广、层系多、页岩气资源量大等有利条件下，中国页岩气发展具有广阔前景。

中国地质条件错综复杂，在构造演化、沉积环境、热演化过程等方面尤为明显，这使得中国不同地域的页岩油气形成、富集存在诸多差异。中国页岩气海相页岩热演化程度较高、构造活动较强；陆相页岩热演化程度较低、分布非均质性较强，有效开发需针对性技术；在开采时还面临水资源与环保等问题，需采用适用技术降低成本。

岩石孔隙是储存油气的重要空间和确定游离气含量的关键参数。据统计，有平均50％左右的页岩气存储在页岩基质孔隙中。储层微裂缝包括地下原始裂缝和后期人造裂缝，可为页岩油气提供充足的储集空间、运移通道，更能有效提高页岩油气产量。在不发育裂隙情况下，页岩渗透能力非常低。

岩石在一定的三轴不均匀压应力作用下，体积增加，同时孔隙度和渗透率也增加，强度下降。利用岩石的压胀特性，改变激励源振幅--时间关系，可以控制压实与松动变形的比例，延长应力不均匀系数的大正数时间，可以提高脉冲压实有效性；延长应力不均匀系数为小正数时间可以提高松动效应。

目前的压胀松动增产技术采用多药包炸药按一定时间间隔爆炸，利用爆炸波叠加来满足岩石产生压胀的条件。然而炸药产生的冲击波能量不可控，且不能均匀的作用在套管上，易对套管造成损坏。且爆炸过程中产生的污染物对环境造成严重影响，收益甚微。

高压强电场通过液体，由于巨大的能量瞬间释放于放电通道内，通道中的液体就迅速汽化、膨胀并引起爆炸。利用这一特性研制的连续高能可控电脉冲激励源，在有效促进岩石压胀的同时，节约资源，安全环保。

本发明国内外首次结合脉冲功率技术与岩石压胀增产技术的优点，装置根据储层岩石应力--应变状态自适应调节脉冲振幅与叠加时延，利用液电效应与岩石压胀特性建立资源节约型、环境友好型油气田增产技术，具有低污染、低能耗等优良特质。为页岩油气储层改善提供新的技术方向。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于液电效应与岩石压胀的油气田增产技术。其能够有效增加岩石断裂倾向，促进储层缝隙发育，提高渗透率，实现环境协调、友好增产。

本发明的技术解决方案是：这种基于液电效应与岩石压胀的油气田增产技术，其包括以下步骤：

(1)强脉冲激励源作用目标储层；

(2)储层岩石应力特性实时检测；

(3)根据储层岩石应力特征，选择最佳压胀不均匀系数；控制脉冲源强度，使储层最大主应力大于岩石抗压强度的二分之一；

(4)控制液电效应形成的高能脉冲波振幅与叠加时延，延长储层岩石在最佳应力不均匀系数下的作用时间。利用高能冲击波的叠加实现岩石应力状态控制；

(5)储层岩石长期处于压胀状态，增加岩石断裂倾向，促进储层缝隙发育，提高渗透率，实现环境协调、友好增产。

另外，本发明还提供了一种基于液电效应与岩石压胀的油气田增产装置，包括电脉冲激励源、脉冲控制单元、储能单元、应力状态检测单元密封于钢管中，通过马笼头、测井电缆与油气井上的控制装置相连。

本发明的实施方式具有如下优点：

(1)本发明国内外首次结合脉冲功率技术与岩石压胀增产技术的优点，以连续高能可控电脉冲作为激励源，通过脉冲波的叠加来控制岩石的应力状态，实现压胀增产。

(2)岩石在自然条件下处于复杂的应力--应变状态，重力、构造应力、饱和流体条件和几何形状均会对其产生影响。本装置自身包含井下岩石应力状态实时检测系统，根据储层岩石应力--应变状态自适应调节脉冲振幅与叠加时延，利用液电效应与岩石压胀特性建立资源节约型、环境友好型油气田增产技术。该技术可以降低页岩油气储层塑性和韧度，增大储层脆性断裂倾向，促进页岩油气储层微缝隙的发展，提高页岩油气井筒附近储层渗透率，达到页岩油气井储层改善、稳产增产的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1是根据本发明的一种基于液电效应与岩石压胀的油气田增产技术方法流程图。

图2是根据本发明的一种基于液电效应与岩石压胀的油气田增产装置设计原理图。

图3是根据本发明的一种基于液电效应与岩石压胀的油气田增产装置图。包括电脉冲激励源(7)、脉冲控制单元(6)、储能单元(5)、应力状态检测单元(4)密封于钢管中，通过马笼头(3)、测井电缆(2)与油气井上的控制装置(1)相连。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图3所示，本发明提供了一种基于液电效应与岩石压胀的油气田增产装置，包括电脉冲激励源(7)、脉冲控制单元(6)、储能单元(5)、应力状态检测单元(4)密封于钢管中，通过马笼头(3)、测井电缆(2)与油气井上的控制装置(1)相连。

根据上述装置，如图1和图2所示，在本发明中提供了一种基于液电效应与岩石压胀的油气田增产技术方法，其包括以下步骤：

(1)强脉冲激励源作用目标储层；

(2)储层岩石应力特性实时检测；

(3)根据储层岩石应力特征，选择最佳压胀不均匀系数；控制脉冲源强度，使储层最大主应力大于岩石抗压强度的二分之一；

(4)控制液电效应形成的高能脉冲波振幅与叠加时延，延长储层岩石在最佳应力不均匀系数下的作用时间。利用高能冲击波的叠加实现岩石应力状态控制；

(5)储层岩石长期处于压胀状态，增加岩石断裂倾向，促进储层缝隙发育，提高渗透率，实现环境协调、友好增产。

该方法国内外首次结合脉冲功率技术与岩石压胀增产技术的优点，以连续高能可控电脉冲作为激励源，通过脉冲波的叠加来控制岩石的应力状态，实现压胀增产。具有低污染、低能耗等优良特质。

装置自身包含井下岩石应力状态实时检测系统，根据储层岩石应力--应变状态自适应调节脉冲振幅与叠加时延，利用液电效应与岩石压胀特性建立资源节约型、环境友好型油气田增产技术。该技术可以降低页岩油气储层塑性和韧度，增大储层脆性断裂倾向，促进页岩油气储层微缝隙的发展，提高页岩油气井筒附近储层渗透率，达到页岩油气井储层改善、稳产增产的目的。

另外，所述步骤(1)中，激励源为基于液电效应的高压强脉冲激励源，其振幅、叠加频率均可控。

另外，所述步骤(2)中，岩石应力特性检测为井下实时监测，相比于现场采样后实验室分析，更好的保留了其在自然条件下复杂的应力--应变状态。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明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，均仍属于本发明技术方案的范围内。