一种用于层内爆炸压裂的点火球及压裂施工方法

摘要

本发明公开了一种用于层内爆炸压裂的点火球及压裂施工方法，该方法在水力压裂完毕后实施，通过在液体火药段塞和液体炸药段塞之间加入点火球，当液体炸药通过射孔孔眼全部进入水力裂缝内部时，由于点火球的直径略大于射孔孔眼的直径，点火球卡会在射孔孔眼处，井筒憋压，点火球在孔眼内外压差机械力作用下，点火球内部的固体火药开始点火，进而引燃液体火药，并在液体火药燃烧热量作用下连续引爆裂缝内部的液体炸药，完成层内爆炸压裂过程。该方法无需在井内下入其他起爆工具，并能够保证液体炸药全部进入水力裂缝以后及时点火引爆，避免引爆过程中井筒内部炸药的残留，从而最大限度减少了爆炸过程中对井筒造成的损坏。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于层内爆炸压裂的点火球及压裂施工方法，尤其涉及一种能够将液体炸药全部泵注进入水力裂缝后再起爆的工艺，是水力压裂与爆炸压裂的联作工艺。

背景技术

层内爆炸压裂是非常规油气藏开发过程中重要的储层改造方式之一。层内爆炸压裂是水力压裂和爆炸压裂联作工艺，具体过程是，先对储层进行水力压裂，利用端部脱砂形成一条具有一定长度的水力裂缝。然后再将配置好的液体炸药挤入水力裂缝中，随后引爆炸药，利用爆炸所产生的冲击波和爆炸气体进一步破碎储层岩石，形成多条裂缝，并不断延伸，沟通地层原有裂缝。同时，可以利用爆炸产生的岩石碎屑来支撑裂缝，在油气层内形成一条阻力较小的渗流通道。根据现场实际经验，层内爆炸能使油气产量增长2-14倍。

层内爆炸压裂目前常用的起爆方式是撞击起爆，地层加热起爆，地层温度起爆方式，前两种起爆方式都需要向井内下入管柱和设备，而地层温度起爆则对液体炸药及液体火药的燃爆点有极为苛刻的要求；而且这三种起爆方式均无法保证井筒内部是否残留有液体炸药，故而爆炸过程中存在极大的不确定性和危险性。

为了解决上述问题，本发明提出了一种安全层内爆炸压裂及点火方法。该方法不需要在井内下入其他起爆工具，能够保证液体炸药全部进入裂缝以后及时点火引爆，避免引爆过程中井筒内部炸药的残留，从而最大限度减少了爆炸过程中对井筒造成的损坏。

发明内容

本发明提供了一种用于层内爆炸压裂的点火球及压裂施工方法，通过投掷点火球的方式能够实现液体炸药全部进入地层之后再爆炸点火，解决了爆炸时由于井筒炸药残留而造成对井筒的破坏，施工更为简单，安全，高效。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

一种用于层内爆炸压裂的点火球及压裂施工方法，通过水力压裂形成一条水力主裂缝，再向井筒内部泵注多个液体段塞；通过在液体火药和液体炸药之间段塞之间加入点火球，密度适中的点火球悬浮在液体火药和液体炸药之间，当液体炸药通过射孔孔眼全部进入水力裂缝内部时，由于点火球的直径略大于射孔孔眼的直径，点火球会卡在射孔孔眼处，井筒开始憋压，点火球在射孔孔眼内外压差机械力作用下，内部的固体火药挤压摩擦变形开始点火，进而引燃液体火药，并在液体火药燃烧热量作用下连续引爆裂缝内部的液体炸药，进而完成层内爆炸压裂过程。

所述的水力裂缝，是在对储层进行射孔完毕后，然后对储层进行水力压裂，可以配合端部脱砂技术，来形成一条具有一定缝长和缝宽的水力裂缝。

所述的水力压裂完毕后泵注液体段塞的具体顺序包括，向井筒注入隔离液，大段液体炸药段塞，投入点火球，再泵注液体火药段塞，隔离液以及顶替液。

所述的液体炸药为保证泵注安全，采用钝感炸药，或者采用添加剂降低感度。

所述的点火球的壳体开有若干通孔，内部装填机械高感火药，能在挤压变形和摩擦作用下点火。

所述的点火球密度小于液体炸药的密度，大于液体火药的密度，从而保证点火球始终处在液体火药和液体炸药之间的界面上，当上述密度关系不满足上述条件时，可在点火球表面贴配重片来调整其密度。

所述的液体火药在选取时，其燃烧速度应该在燃爆速度以下。

与现有的技术相比，本发明有益效果是：

该方法不需要在井内下入其他起爆工具，能够保证液体炸药全部进入裂缝以后及时点火引爆，避免引爆过程中井筒内部炸药的残留，从而最大限度减少了爆炸过程中对井筒造成的损坏，同时缩短了炸药在地层中停留的时间，减少了对地层的伤害。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1为本发明中层内爆炸压裂的施工方法示意图。

附图标号说明：

1、油层套管 2、射孔孔眼 3、点火球 4、壳体 5、固体火药 6、液体炸药

7、液体火药 8、隔离液 9、顶替液 10、储层 11、水力裂缝 12、爆破裂缝

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示为本发明中层内爆炸压裂的施工方法示意图，具体实施包括以下内容：

通过射孔完井方式在油层套管1形成若干射孔孔眼2，为实施压裂做准备；

实施水力压裂，可配合端部脱砂技术，在储层10内部形成一条具有一定缝长和缝宽的水力裂缝11；

待水力压裂完毕后，向井筒中依次泵注隔离液8段塞，大段液体炸药6段塞，投入密度适中的点火球3，然后再泵注液体火药7段塞，隔离液8以及顶替液9；

继续泵注，液体段塞在井筒内部下行，由于密度适中的点火球3会悬浮在液体炸药6和液体火药7之间的界面上，当液体炸药6通过射孔孔眼2全部进入水力裂缝11时，点火球3在液流作用下卡在射孔孔眼2处，井筒憋压，该压力作用于点火球3上，促使点火球3内部的机械高感固体火药5发生挤压摩擦变形进而点火；

点火球3点火后，引燃液体火药7，进而引爆水力裂缝11内部的液体炸药6，由于液体炸药6在地层中停留时间较短，其粘稠度又能确保液体炸药6在水力裂缝11内部仍具有一定的连续性，确保扁平状态的液体炸药6能够可靠传爆，直至完成整个层内爆炸压裂过程，形成无数条爆破裂缝12。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。