中国矿业大学翟成获国家专利权
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龙图腾网获悉中国矿业大学申请的专利坚硬煤层携砂氧化剂脉动注入-静态压裂组合储改方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118774821B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410919050.3,技术领域涉及:E21C41/18;该发明授权坚硬煤层携砂氧化剂脉动注入-静态压裂组合储改方法是由翟成;陈爱坤;余旭;郑仰峰;朱薪宇;王宇;李宇杰设计研发完成,并于2024-07-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本坚硬煤层携砂氧化剂脉动注入-静态压裂组合储改方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种坚硬煤层携砂氧化剂脉动注入‑静态压裂组合储改方法,先向煤层脉动注入携砂氧化液,其在脉冲波的水楔劣化效应下冲击煤体,同时氧化液在冲击过程中与煤体接触进行氧化反应使煤体形成压裂弱面产生微裂隙,进而使石英砂小颗粒及氧化液挤入微裂隙内对微小裂缝扩孔、延孔的同时增大氧化液与煤体的接触面积,增强氧化效果,为后续静态压裂提供较多压裂弱面;接着向煤层注入携砂压裂液进行静态压裂,使压裂弱面中各个微小裂隙汇聚、发育、纵向扩展,并使石英砂大颗粒挤入扩孔后裂隙内进一步扩孔、延孔,通过交替进行氧化剂脉动注入和静态压裂过程,持续使煤层内部形成复杂的裂隙网络,最终完成对煤层进行原位氧化‑静态压裂递进式增透。
本发明授权坚硬煤层携砂氧化剂脉动注入-静态压裂组合储改方法在权利要求书中公布了:1.一种坚硬煤层携砂氧化剂脉动注入-静态压裂组合储改方法,其特征在于,具体步骤为: A、组装脉动注入-静态压裂设备:将砂粒储罐一、砂粒储罐二和储液罐分别通过管路与砂液混合装置的各个进口连接,所述砂粒储罐一内装有石英砂小颗粒,砂粒储罐二内装有石英砂大颗粒,储液罐内装有氧化剂溶液;砂液混合装置的出口通过管路与高压柱塞泵的进口连接,高压柱塞泵的出口与压裂管一端连接,脉冲发生器通过管路与压裂管侧部连接;砂液混合装置和高压柱塞泵之间的管路上装有背压阀门,用于控制该管路的通断;压裂管上装有压力表,用于监测压裂管内的实时压力并反馈给数字控制终端,数字控制终端对高压柱塞泵和脉冲发生器进行控制;所述砂粒储罐一、砂粒储罐二和储液罐各自与砂液混合装置之间的管路上分别装有单向阀门一、单向阀门二和单向阀门三,用于控制各自管路的通断及单向流动;砂液混合装置与高压柱塞泵之间的管路、脉冲发生器与压裂管之间的管路分别装有单向阀门四和单向阀门五,用于控制对应管路的通断及单向流动; B、施工压裂井:穿过岩层向目标煤层施工压裂井,将压裂管另一端送至目标煤层,并在压裂管上装设封隔器,使封隔器在岩层段对压裂井进行封堵; C、氧化剂脉动注入:打开单向阀门一和单向阀门三,使储液罐中的氧化剂溶液和砂粒储罐一内的石英砂小颗粒分别输送至砂液混合装置,达到所需输送量后关闭单向阀门一和单向阀门三,启动砂液混合装置将氧化剂溶液和石英砂小颗粒充分搅拌混合形成携砂氧化液;然后打开单向阀门四、单向阀门五和背压阀门,通过数字控制终端控制高压柱塞泵与脉冲发生器启动,将砂液混合装置中充分混合的携砂氧化液经压裂管以脉冲的压力状态注入煤层,使其在脉冲波的水楔劣化效应下冲击煤体,同时氧化液在冲击过程中与煤体接触进行氧化反应使煤体形成压裂弱面产生微裂隙,进而使石英砂小颗粒挤入微裂隙内对微小裂缝扩孔、延孔的同时增大氧化液与煤体的接触面积,增强氧化效果;在脉动注入过程中,压力表实时反馈压裂管内的压力数据,数字控制终端根据反馈的压力数据调节高压柱塞泵与脉冲发生装置,持续压裂注入一定时间后停止,关闭单向阀门五、高压柱塞泵和脉冲发生装置; D、静态压裂:打开单向阀门二和单向阀门三,使储液罐中的氧化剂溶液和砂粒储罐二内的石英砂大颗粒分别输送至砂液混合装置,达到所需输送量后关闭单向阀门二和单向阀门三,启动砂液混合装置将氧化剂溶液和石英砂大颗粒充分搅拌混合形成携砂压裂液;然后通过数字控制终端控制高压柱塞泵启动,将砂液混合装置中充分混合的携砂压裂液经压裂管注入目标煤层,通过保持注入压力的方式对扩孔后的微裂隙进行静态压裂,使石英砂大颗粒挤入步骤C扩孔后微裂隙内进一步扩孔、延孔的同时增大氧化液与煤体的接触面积,增强氧化效果;在静态压裂过程中,通过压力表实时监测压裂管内的压力数据,当压裂管内压力出现明显的压降后说明本次静态压裂完成,此时关闭高压柱塞泵; E、递进式增透煤层:重复步骤C和D多次,交替进行氧化剂脉动注入和静态压裂过程,持续使煤层内部形成复杂的裂隙网络,最终完成对目标煤层进行原位氧化-静态压裂递进式增透。
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