頁巖氣增產用脈沖放電沖擊波裝置研究

黃 昆， 李欣陽， 朱鑫磊， 孟慶陽， 曾凡輝

（1.清華四川能源互聯網研究院, 四川成都 610213；2.西南石油大學石油與天然氣工程學院, 四川成都 610500）

我國頁巖氣儲量豐富，但頁巖儲層具有低孔隙度、低滲透率的特性，開采難度大，需要采用可行的鉆井完井技術和必要的增產措施[1–4]。水力壓裂是目前主流的頁巖氣增產措施，通過將大量液體注入頁巖氣井筒中產生壓力，在儲層中壓開裂縫，擴展頁巖氣通道，達到增產目的[5–10]。但是，水力壓裂存在施工周期長、資源消耗大、污染環境等缺點。因此，脈沖放電沖擊波技術作為其替代或補充措施，受到了廣泛關注[11–13]。

脈沖放電沖擊波技術的增產原理是，在油氣井內通過脈沖放電產生等離子體沖擊波，清除油氣井筒和儲層裂縫中的污垢和堵塞，疏通油氣通道，在儲層巖石中產生新的微裂縫，增強儲層的滲流能力，達到增產效果[12–13]。目前，該技術已在石油增產中得到了較為深入的研究和應用。20世紀70年代起，美國和蘇聯率先研究利用該技術進行石油增產，目前國外多家公司已有成熟技術，一些技術還被國內引進試用[12–15]；國內自20世紀90年代起，部分科研單位開始進行該技術的研究和應用[12,16–23]，目前已有比較成熟的裝置在油田進行試用，并獲得了較好的增產效果。但是，該技術在頁巖氣增產中的研究和應用還比較少。截至目前，曹玉峰等人[24]總結歸納了脈沖放電提高頁巖氣產量的機理，付榮耀等人[25]研究了沖擊波對頁巖儲層的致裂效果，康忠健等人[26]基于頁巖頻譜共振的原理研制了儲層改善裝置并進行了室內試驗研究。……