井下多级智能高压气体脉冲压裂地层装置及其方法

摘要

本发明公开的井下多级智能高压气体脉冲压裂地层装置及其方法属油、气井压裂完井技术领域，具体涉及装置和方法两个技术方案，所述方法是采用井下多级智能高压气体脉冲压裂地层装置对井下地层进行压裂的方法，所述装置在各级的智能压力编码起爆器控制下，依据设定的工作模式逐级适时起爆产生大量高压气体，在井内或地层的孔眼内形成动态高压脉冲压力，使地层开裂形成多条裂缝，地层的流体增加渗透性容易被开采；该装置和方法的优点有：能够产生可适时控制的周期多压力脉冲，使地层承受压缩—膨胀—压缩交变“共振”，促使裂隙有效延伸，形成新的裂隙网，提高地层渗透性；压裂过程对地层与环境无污染，该方法还适用于水敏、酸敏地层；施工周期短、成本低、设备简便，不受地形与水源的限制。

主权项

一种井下多级智能高压气体脉冲压裂地层装置，每级包括有：智能压力编码起爆器、点火雷管、导爆索、含能材料、压裂装药机械外筒、承压破膜组件、气体混合筛管组件、高压气体、高压气体机械外筒、注泄气组件、泄压筛筒、泄压堵片、下堵头，以及该装置的软件系统，特征在于：所述的装置是采用多级智能高压气体脉冲压裂器串接组合成井下地层进行压裂的装置，该装置的多级智能高压气体脉冲压裂器在各自的智能压力编码起爆器控制下，依据设定的工作模式逐级适时起爆产生大量高压气体，在井内或地层的孔眼内形成一个动态高压脉冲压力源，在这种动态高压脉冲压力的作用下，地层开裂形成多条裂缝，增加地层的渗透性，使地层内的资源更容易被开采；所述的装置进行：a. 编程设定：多级智能压力编码起爆器编程设定；b. 组装与联调:井下多级智能高压气体脉冲压裂地层装置在地面组装，组装后进行装置联调以备用；所述的井下多级智能高压气体脉冲压裂地层装置还有：c.所述的井下多级智能高压气体脉冲压裂地层装置中的多级智能压力编码起爆器发出起爆命令之前，含能材料、高压气体两种能量源处于不同的容器中被隔离放置，含能材料存放在压裂装药机械外筒中，高压气体存放在高压气体机械外筒中，压裂装药机械外筒和高压气体机械外筒之间由承压破膜组件隔离，高压气体机械外筒的另一端安装有另外一套压力破膜，含能材料选择固体火药或液体火药、或其他含能材料，高压气体选择CO₂、或N₂、或其他气体；d.所述的装置的压裂装药机械外筒中的含能材料被点燃后产生大量高温高压气体，随着燃烧的持续该高温高压气体产生的压力值超过压裂装药机械外筒和高压气体机械外筒之间的破膜片的压力阈值，该高温高压气体冲破破膜片进入高压气体机械外筒内，高温高压气体与高压气体机械外筒中的高压气体混合以后成为混合高温高压气体，冲破高压气体机械外筒另一端的另外一套压力破膜，进而推开泄压筛筒上的泄压堵片，混合高温高压气体进入井内开始压裂地层；所述的装置起爆由多级智能压力编码起爆器根据测试到的井内动态压力的变化，选择合适的时机开始起爆，该时机通过对智能压力编码起爆器编程进行设置或调节，编程设置选择预先设置，编程调节选择在前一级智能压力编码起爆器产生压力脉冲的下降沿开始起爆，或根据实时采集到的起爆压力信号特征使本级智能高压气体脉冲压裂器起爆。