背景技术

页岩气藏是一种基质渗透率很低、孔隙度只有3％～5％的沉积岩。为美国“页岩气革命”做出巨大贡献的还是那些赋存在众多微米至纳米级的基质和有机质孔隙中的游离气，所以，页岩层需要大规模的体积改造，形成复杂的缝网，提高页岩层中的渗透率才能获得工业产量。

国内页岩气开发已达到万方水、千方砂的压裂规模，页岩层的压裂改造成本占到单井总成本的50-60％，构成页岩气开发的主要成本。随着页岩储层埋深的增加，水力压裂的破压值更高，导致开发成本更大，但又因形成的裂缝单一导致单井产量低。制约页岩气开发的主要原因是开发的经济性，破压值高和大排量压裂将需要更多的设备参与，占用更大的井场，导致压裂改造成本太高。提升页岩气开发经济性要以技术进步为主要措施，探索在现有以静压力为主的常规技术以外的新技术是我国页岩气开发的重要技术保障。

中石油已经探明的页岩气储量为9.85万亿立方米：其中，埋深3500m以浅页岩气储量仅仅1.19万亿立方米；而埋深3500m-4000m的储量为3.52万亿立方米；埋深4000m-4500m的储量为5.14万亿立方米。目前的页岩气开发局限于3500m以浅，且天然裂缝发育的储层中。对于深于3500m的高应力难压裂页岩、缺少天然裂缝的储层则难以开发，因裂缝单一而达不到经济产量。

研究内容

可控冲击波预裂页岩储层方法其主要步骤如下：

步骤一：根据待作业的页岩储层的物性和力学参数，设计可控冲击波作业参数；

步骤二：安装井口装置，采用连续油管推送；井口装置结构的结构自下而上组成为：井口+法兰+防喷管转换法兰+防喷管+四闸板防喷器+防喷盒+注入头；安装转换法兰、连续油管防喷器、防喷盒、注入头、及控制管线，对井口装置各部件、各联接部分，按其额定工作压力进行试压，试压合格后进行下步施工；

步骤三：根据页岩气水平井通洗井作业规范进行通洗井作业；

步骤四：将能够产生可控冲击波的致裂器与定位仪通过活动接头组成可控冲击波工具串；可控冲击波工具串各个部件采用螺纹连接，各个部件的连接次序自上而下为：定位仪+活动接头+致裂器；

步骤五：连接可控冲击波工具串到连续油管上；将可控冲击波工具串与连续油管螺纹连接后，将连续油管另一侧与致裂器的地面控制器相接，在地面对整个推送系统进行放电测试，测试合格后进行下步施工；

步骤六：用连续油管车下放可控冲击波工具串；初始下入速度控制在5m/min，下至50m，观察连续推送系统工作是否正常，如果正常，继续下入，下入速度逐步提高至10-15m/min，下入要平稳；进入造斜段后，下入速度降为5m/min，进入水平段后，根据下入情况适当提高下入速度，最高限速10m/min，下放过程中密切观察指重表，发现异常时立即停止下入，待异常解除后再继续下入直至最深的待作业点；以逐层上返的方式进行作业；

步骤七：完成所有作业后，上提井下工具串；初始上提速度控制在8m/min；上提100m后，速度控制在10m/min以内；整个上提过程操作要匀速平稳；如未遇异常尽量不随意改变上提速度；致裂器起至井口10m左右，拆卸井口，吊车吊起注入头，将致裂器提出井口，从活动接头处分离致裂器，并依次拆除各工具，收工具；

步骤八：与油田现场人员交接，双方在施工交接书上签字认可后完成施工；

步骤九：根据施工安排，继续进行其他施工作业。

社会效益

(1)可控冲击波预裂页岩储层方法是一种物理方法，所加载到页岩层的冲击波强度大于页岩层的抗压强度，大于页岩层抗压强度的冲击波可以致裂页岩，多次冲击波作用又可进一步延伸裂隙，在井筒周围形成缝网，可降低储层的破裂压力或使得难压储层能够压开。

(2)可控冲击波预裂页岩储层方法对页岩气井水平段进行选择性作业，可选择高应力难压裂的储层位置进行重复冲击作业。

(3)因可控冲击波每次只是加载到有限的区域，不用封隔器可对储层进行分段处理，不仅可以对储层进行精细处理，还可有选择的进行特定区域的处理，且不伤害隔层的套管和水泥环。