一種非常規油氣脈沖共振增效的方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術實施例公開了一種非常規油氣脈沖共振增效的方法及裝置，屬于頁巖氣開采裝置技術領域，其技術方案如下，包括設置地面上的多個鉆井和設置到鉆井內的套管，套管外壁與鉆井井壁通過固井水泥固定貼合，每個所述套管內均設置有用于敲擊套管內壁以向層頁巖中發出振動波的敲擊機構，所述敲擊機構敲擊套管內壁的頻率與目的層的固有頻率相同，以解決現有技術中由于致密儲層中的頁巖油氣流動性較差，利用水平鉆井及大規模水力壓裂以對致密油氣開發的效果較差的問題。

A method and device for enhancing resonance efficiency of unconventional oil and gas pulse

【技術實現步驟摘要】
一種非常規油氣脈沖共振增效的方法及裝置
本專利技術實施例涉及頁巖氣開采裝置
，具體涉及一種非常規油氣脈沖共振增效的方法及裝置。
技術介紹
頁巖氣是非常規天然氣的一種，指在富有機質泥頁巖及夾層中以吸附態和游離態為主要存在并富集的天然氣。頁巖氣并不形成類似于常規油氣的圈閉，具有自生自儲、天氣水界面、大面積低豐度連續成藏，低孔，低滲等特征，存在局部富集的甜點區，一般無自然產能或低產，需要水平井及大規模水力壓裂才能進行經濟開采。頁巖氣的形成和富集有著自身獨特的特點，往往分布在盆地內厚度較大，分布廣的頁巖烴源巖地層中。較常規天然氣相比，頁巖氣開發具有開采壽命長和生產周期長的特點，大部分產氣頁巖分布范圍廣、厚度大，且普遍含氣，這使得頁巖氣井能夠長期、穩定地產氣。頁巖氣是指游離及吸附在頁巖微孔隙及表面的天然氣之和。頁巖氣大部分被吸附在頁巖基質顆粒表面，少部分游離在納米級或其他孔隙中。頁巖一般情況下十分致密，孔隙度小于5％，滲透率也十分低，在微達西級別范圍內。因此，賦存頁巖儲層中的頁巖氣流動性非常差，造成頁巖氣井產量也很低。目前，頁巖氣開發依靠水平鉆井及大規模水力壓裂，實現頁巖氣的生產。但此方法由于地下巖層地質的復雜性所制約，很多改造效果不盡人意，且存在非?？斓乃p周期，從而不能全面高效率的對頁巖氣進行開發。
技術實現思路
為此，本專利技術實施例提供一種非常規油氣脈沖共振增效的方法及裝置，以解決現有技術中由于致密儲層中的頁巖油氣流動性較差，利用水平鉆井及大規模水力壓裂以對致密油氣開發的效果較差的問題。為了實現上述目的，本專利技術實施例提供如下技術方案：根據本專利技術實施例的第一方面所述的一種非常規油氣脈沖共振增效的裝置，非常規油氣脈沖共振增效的裝置設置到鉆井內，非常規油氣脈沖共振增效的裝置包括設置到鉆井內的套管，套管外壁與鉆井井壁固定貼合，每個所述套管內均設置有用于敲擊套管內壁以向頁巖地層中發出振動波的敲擊機構，所述敲擊機構敲擊套管內壁的頻率與致密儲層的固有頻率相同。進一步的，所述敲擊機構包括：多個敲擊臂組，多個敲擊臂組豎向設置于套管內，所述敲擊臂組包括設置到套管中心的殼體，所述殼體內轉動連接有多向凸輪，所述多向凸輪的每一向突出部的位置上均設有敲擊桿，所述敲擊桿貫穿殼體并抵接到套管的內壁上，所述敲擊桿靠近多向凸輪的一端固定有回位塊，所述敲擊桿上套接有彈簧，所述彈簧一端固定到敲擊桿貫穿殼體的貫穿孔內，另一端抵接到回位塊的表面上；驅動組件，所述驅動組件用于驅動每個殼體內的多向凸輪轉動以驅動敲擊干敲擊套管內壁。進一步的，所述驅動組件包括固定到殼體上端的電機和固定到電機輸出軸上的凸輪軸，所述凸輪軸貫穿每個殼體并固定到每個多向凸輪上，且凸輪軸貫穿每個殼體上端的兩端的位置均固定有軸承，所述軸承的外圈固定到殼體上，軸承的內圈固定到凸輪軸上。進一步的，所述套管中還設置有用于檢測層頁巖固有頻率的檢測單元，所述檢測單元為加速度傳感器，所述加速度傳感器用于檢測敲擊套管后其振動波信號反射回來的反射加速度。進一步的，所述套管上端還設置有控制電機運行的控制器，所述控制器與電機電路連接。進一步的，所述套管與鉆井的內壁之間通過固井水泥固定連接。進一步的，控制器與電機通過鎧裝電纜電路連接，所述電機通過鎧裝電纜下放并固定至套管的預定位置。根據本專利技術實施例的第二方面所述的一種改善致密頁巖油氣儲層物性的方法，包括以下步驟，S1，先利用電機帶動凸輪轉動以使敲擊桿對套管進行敲擊，在敲擊的過程中會向層頁巖中發出振動波，之后利用加速度傳感器來接收振動波信號的反射加速度；S2，依次改變電機的轉速，以使敲擊桿分別以不同敲擊頻率來對套管內壁進行敲擊，在利用加速度傳感器分別接收不同的敲擊頻率下，其振動波信號反射加速度，之后確定哪種敲擊頻率下，反射加速度最大，從而確定層頁巖的固有頻率；S3，根據步驟S2中反射速度最大時的敲擊頻率來確定電機的轉速，并使每個套管中的電機保持此轉速，以使敲擊桿以此種敲擊頻率對套管內壁敲擊，以持續對層頁巖發出振動波，誘發致密儲層發生共振，以此破壞巖石內部結構，從而增加層頁巖的裂隙和微裂隙，增加其滲透性；S4，通過多個鉆井中的非常規油氣脈沖共振增效的裝置的共同作用后，在一個更大的區域使得各井間的振動互相影響，甚至疊加，形成一個地層區域共振，增加其共振作用效果。本專利技術實施例具有如下優點：通過在鉆井內設置的套管和敲擊機構，對頁巖氣進行開發時可利用敲擊桿對套管進行敲擊以向層頁巖中發出振動波，通過根據檢測單元檢測出層頁巖中的固有頻率，使敲擊頻率與層頁巖的固有頻率相同，這樣在敲擊的過程中可通過誘發致密儲層發生共振，以此破壞巖石內部結構，增加層頁巖的裂隙和微裂隙，增加其滲透性，使其物性得以改善，以便于對其中的頁巖氣進行開采。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術的實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是示例性的，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖引伸獲得其它的實施附圖。本說明書所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本專利技術可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本專利技術所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本專利技術所揭示的
技術實現思路
得能涵蓋的范圍內。圖1為本專利技術實施例提供的改善致密頁巖油氣儲層物性的裝置的多井正面結構示意圖。圖2為本專利技術實施例提供的改善致密頁巖油氣儲層物性的裝置的其中單個鉆進處的結構示意圖。圖3為本專利技術實施例提供的改善致密頁巖油氣儲層物性的裝置的套管內的局部結構示意圖。圖4為本專利技術實施例提供的改善致密頁巖油氣儲層物性的裝置的殼體內的剖視結構示意圖。圖中：1、套管；2、敲擊臂組；21、殼體；22、多向凸輪；23、敲擊桿；24、回位塊；25、彈簧；31、電機；32、凸輪軸；33、軸承；41、加速度傳感器；5、控制器；6、鎧裝電纜。具體實施方式以下由特定的具體實施例說明本專利技術的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本專利技術的其他優點及功效，顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦＠夹g中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。實施例1一種非常規油氣脈沖共振增效的裝置，如圖1-4所示，包括設置到地面的多個鉆井和設置到鉆井內的套管1，其中一個水平井平臺一般設置有4-6口井，套管1外壁與鉆井井壁固定貼合，在每個套管1內均設置有用于敲擊套管1內壁以向層頁巖中發出振動波的敲擊機構，敲擊機構敲擊套管1內壁的頻率與層頁巖的固有頻率相同。在對頁巖地層中的頁巖氣進行開發時，可利用敲擊機構對套管1進行敲擊以向本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種非常規油氣脈沖共振增效的裝置，非常規油氣脈沖共振增效的裝置設置到鉆井內，其特征在于：非常規油氣脈沖共振增效的裝置包括設置到鉆井內的套管，套管外壁與鉆井井壁固定貼合，每個所述套管內均設置有用于敲擊套管內壁以向頁巖地層中發出振動波的敲擊機構，所述敲擊機構敲擊套管內壁的頻率與致密儲層的固有頻率相同。/n

【技術特征摘要】
1.一種非常規油氣脈沖共振增效的裝置，非常規油氣脈沖共振增效的裝置設置到鉆井內，其特征在于：非常規油氣脈沖共振增效的裝置包括設置到鉆井內的套管，套管外壁與鉆井井壁固定貼合，每個所述套管內均設置有用于敲擊套管內壁以向頁巖地層中發出振動波的敲擊機構，所述敲擊機構敲擊套管內壁的頻率與致密儲層的固有頻率相同。


2.根據權利要求1所述的一種非常規油氣脈沖共振增效的裝置，其特征在于：所述敲擊機構包括：
多個敲擊臂組，多個敲擊臂組豎向設置于套管內，所述敲擊臂組包括設置到套管中心的殼體，所述殼體內轉動連接有多向凸輪，所述多向凸輪的每一向突出部的位置上均設有敲擊桿，所述敲擊桿貫穿殼體并抵接到套管的內壁上，所述敲擊桿靠近多向凸輪的一端固定有回位塊，所述敲擊桿上套接有彈簧，所述彈簧一端固定到敲擊桿貫穿殼體的貫穿孔內，另一端抵接到回位塊的表面上；
驅動組件，所述驅動組件用于驅動每個殼體內的多向凸輪轉動以驅動敲擊干敲擊套管內壁。


3.根據權利要求2所述的一種非常規油氣脈沖共振增效的裝置，其特征在于：所述驅動組件包括固定到殼體上端的電機和固定到電機輸出軸上的凸輪軸，所述凸輪軸貫穿每個殼體并固定到每個多向凸輪上，且凸輪軸貫穿每個殼體上端的兩端的位置均固定有軸承，所述軸承的外圈固定到殼體上，軸承的內圈固定到凸輪軸上。


4.根據權利要求1所述的一種非常規油氣脈沖共振增效的裝置，其特征在于：所述套管中還設置有用于檢測層頁巖固有頻率的檢測單元，所述檢測單元為加速度傳感器，所述加速度傳感器用于檢測敲擊套管后其振動波信號...

【專利技術屬性】
技術研發人員：龔大建，于曉榮，
申請(專利權)人：龔大建，
類型：發明
國別省市：山東;37