本發(fā)明屬于人工建造油頁巖地下破碎體領(lǐng)域，特別涉及一種人工建造油頁巖地下破碎體的方法。

背景技術(shù)：

油頁巖資源分布廣泛，蘊(yùn)藏豐富，具有可觀的利用價值。油頁巖開采技術(shù)主要分為地表干餾技術(shù)和地下原位開采技術(shù)，由于地表干餾技術(shù)缺點投資大，高污染等弊端，地下原位開采技術(shù)越來越受人們重視。但是天然油頁巖層滲透性極低，地下加熱效率底，因此在目前油頁巖開發(fā)中主要采用大型水力壓裂技術(shù)進(jìn)行人工造縫，但由于油頁巖資源多分布于地殼深部，且儲層較薄，因此對壓裂的壓力要求較高，而目前的壓裂技術(shù)很難達(dá)到原位轉(zhuǎn)化工藝要求，常規(guī)水力壓裂產(chǎn)生的裂縫孔隙度和滲透率較小，并且不能很準(zhǔn)確的控制水力壓裂產(chǎn)生裂縫的延伸方向，使壓裂的結(jié)果產(chǎn)生很大的不確定性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有壓裂造縫技術(shù)的不足，采用水力壓裂手段對水平井進(jìn)行分段壓裂，壓裂完成后在水平井內(nèi)注入液體炸藥，液體炸藥進(jìn)入分段壓裂形成的地層裂隙中，利用爆炸產(chǎn)生的能量使地下油頁巖層進(jìn)一步強(qiáng)化產(chǎn)生破碎體，增大油頁巖開采層的孔隙度和滲透性，形成地下原位轉(zhuǎn)化破碎體，使水平井與垂直井之間的油頁巖層產(chǎn)生足夠多的傳熱面積。因此本發(fā)明提出一種人工建造油頁巖地下破碎體的方法。

本發(fā)明的具體實施步驟如下：

1)根據(jù)油頁巖原位開采項目的具體情況，以及油頁巖開采區(qū)域的地質(zhì)資料確定上覆巖體、下臥巖體的位置和各井井位；

2)施工方案確定后開始進(jìn)行第一階段作業(yè)，施工一口水平井，水平井橫臥所要開采的油頁巖層，先不進(jìn)行垂直井的施工工作；

3)待第一階段鉆井作業(yè)完成后，進(jìn)行第二階段作業(yè)，對水平井進(jìn)行分段壓裂，壓裂的主方向為水平井軸向，壓裂程度達(dá)到水平井周圍產(chǎn)生裂隙，可以為液態(tài)炸藥提供作用位置即可；

4)待第二階段壓裂作業(yè)完成后，進(jìn)行第三階段作業(yè)，向水平井內(nèi)注入液體炸藥，注藥液線位于下密封板下方一定距離處，將電磁起爆器安裝在下密封板上，并將引爆導(dǎo)線引出到井外安全處，在下密封板上方注入一定量的巖粉，并利用上密封板夯實巖粉，密封井口；

5)待步驟4)內(nèi)準(zhǔn)備工作完成后，在地表安全處引爆井下液體炸藥，待爆破造縫完成后，在目標(biāo)油頁巖層形成地下破碎體，并檢測井下造縫工作能否滿足設(shè)計要求。

6)待步驟5)內(nèi)工作完成后，按照設(shè)計要求在水平井兩側(cè)鉆進(jìn)若干口垂直井，然后下入花管，利于垂直井加熱時熱量傳出。

根據(jù)項目情況鉆井一口水平井以及若干口垂直井，其中水平井作為開采井，橫臥油頁巖層，垂直井作為加熱井，布于水平井兩側(cè)，垂直井間距根據(jù)加熱需要在幾十米不等，水平井與垂直井不同時進(jìn)行鉆進(jìn)，且不通過鉆井方式連通。

布井工作完成后利用水力壓裂手段對水平井進(jìn)行分段壓裂，壓裂程度達(dá)到水平井周圍產(chǎn)生裂隙即可。

爆破造縫所用液體炸藥，在注入水平井時需具有一定的壓力，能夠保證液體炸藥充滿水平井壓裂產(chǎn)生的裂隙。

水平井內(nèi)需下入上、下密封板，且在兩密封板間填充巖粉并壓實，密封井口上述一種人工建造油頁巖地下破碎體的方法，其特征在于：注藥液線距下密封板留有一定空隙，增強(qiáng)液體炸藥爆破的氣楔作用，強(qiáng)化爆破造縫效果。

電磁起爆器安裝在下密封板上，且需具有一定的抗沖擊能力，保證在上密封板夯實巖粉后，電磁起爆器能正常工作。

注入液體炸藥的鉆桿連接在上密封板上部，且鉆桿需為加厚鉆桿，能夠承受液體炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊載荷。

起爆導(dǎo)線外設(shè)有保護(hù)層，能夠保證在上密封板夯實巖粉后，起爆導(dǎo)線能夠正常工作。

利用液體炸藥爆破造縫工作完成后，再進(jìn)行垂直井的鉆進(jìn)工作，且為增加垂直井的熱量傳輸效率，垂直井可下入花管進(jìn)行加熱工作。

爆破造縫工作完成后，在油頁巖儲層區(qū)域形成a×b×c米的地下破碎體，使垂直井與水平井之間有足夠的熱量傳輸通道。

本發(fā)明的有益效果是：

提高了油頁巖層的造縫質(zhì)量，形成滿足設(shè)計要求的地下破碎體，同時可以解決現(xiàn)有技術(shù)難以準(zhǔn)確壓裂埋藏較深的薄層油頁巖的問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的改造結(jié)果圖。

圖2為本發(fā)明的壓裂結(jié)果圖。

圖3為本發(fā)明的爆破結(jié)果圖。

圖4為本發(fā)明的工作俯視圖。

圖5為本發(fā)明的改造剖視圖。

其中：1-上覆巖體；2-油頁巖層；3-下臥巖體；4-垂直井；5-水平井；6-裂縫；7-鉆桿；8-引爆導(dǎo)線；9-上密封板；10-巖粉；11-下密封板；12-注藥液線；13-電磁起爆器；14-破碎巖塊；15-熱量傳輸通道。

具體實施方式

請參閱圖1、圖2、圖3、圖4和5所示，本發(fā)明包括以下步驟：

1)根據(jù)油頁巖原位開采項目的情況，以及油頁巖開采區(qū)域的地質(zhì)資料確定上覆巖體1、下臥巖體3的位置和各井井位；

2)施工方案確定后開始進(jìn)行第一階段作業(yè)，施工一口水平井5，水平井5橫臥所要開采的油頁巖層2，先不進(jìn)行垂直井4的施工工作；

3)待第一階段鉆井作業(yè)完成后，進(jìn)行第二階段作業(yè)，對水平井5進(jìn)行分段壓裂，壓裂的主方向為水平井5軸向，壓裂程度達(dá)到水平井周圍產(chǎn)生裂隙，可以為液態(tài)炸藥提供作用位置即可；

4)待第二階段壓裂作業(yè)完成后，進(jìn)行第三階段作業(yè)，向水平井5內(nèi)注入液體炸藥，注藥液線12位于下密封板11下方一段距離處，將電磁起爆器13安裝在下密封板11上，并將引爆導(dǎo)線8引出到井外安全處，在下密封板11上方注入巖粉10，并利用上密封板9夯實巖粉10，密封井口；注入液體炸藥的鉆桿7連接在上密封板上部，且鉆桿7為加厚鉆桿，能夠承受液體炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊載荷。

5)待步驟4)內(nèi)準(zhǔn)備工作完成后，在地表安全處引爆井下液體炸藥，待爆破造縫6完成后，在目標(biāo)油頁巖層2形成地下破碎體14，并檢測井下造縫6工作能否滿足設(shè)計要求。

6)待步驟5)內(nèi)工作完成后，按照設(shè)計要求在水平井5兩側(cè)鉆進(jìn)若干口垂直井4，然后下入花管，利于垂直井4加熱時熱量傳出。

根據(jù)項目情況鉆井一口水平井5以及若干口垂直井4，其中水平井5作為開采井，橫臥油頁巖層2，垂直井4作為加熱井，布于水平井5兩側(cè)，垂直井4之間具有間距，水平井5與垂直井4不同時進(jìn)行鉆進(jìn)，且不通過鉆井方式連通。

布井工作完成后，利用水力壓裂手段對水平井5進(jìn)行分段壓裂，壓裂程度達(dá)到水平井5周圍產(chǎn)生裂隙即可。

爆破造縫6所用液體炸藥，在注入水平井5時需具有壓力，能夠保證液體炸藥充滿水平井5壓裂產(chǎn)生的裂隙。

水平井5內(nèi)需下入上密封板9和下密封11，且在上密封板9和下密封11間填充巖粉10并壓實，密封井口。

注藥液線12距下密封板11留有空隙，增強(qiáng)液體炸藥爆破的氣楔作用，強(qiáng)化爆破造縫效果。

電磁起爆器13安裝在下密封板11上，電磁起爆器13具有抗沖擊能力，保證在上密封板9夯實巖粉10后，電磁起爆器13能正常工作。

起爆導(dǎo)線8外設(shè)有保護(hù)層，能夠保證在上密封板9夯實巖粉10后，起爆導(dǎo)線8能夠正常工作。

利用液體炸藥爆破造縫工作完成后，再進(jìn)行垂直井4的鉆進(jìn)工作，且為了增加垂直井4的熱量傳輸效率，垂直井4可下入花管進(jìn)行加熱工作。

爆破造縫工作完成后，在油頁巖儲層區(qū)域形成a×b×c米的地下破碎體，使垂直井4與水平井5之間有足夠的熱量傳輸通道15。