重復(fù)可控沖擊波設(shè)備
重復(fù)可控沖擊波設(shè)備作業(yè)效果示意圖
重復(fù)可控沖擊波設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)圖片
在國(guó)家863項(xiàng)目、973項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等支持下,中國(guó)工程院院士、西安交通大學(xué)邱愛(ài)慈教授、張永民教授帶領(lǐng)項(xiàng)目組歷經(jīng)10年,通過(guò)學(xué)科交叉,將電氣工程與礦山開(kāi)采工程、石油與天然氣工程有機(jī)融合,與石油、煤炭等15家大型企業(yè)的合作,基于高電壓大電流脈沖功率與放電等離子體技術(shù),開(kāi)展高強(qiáng)度沖擊波產(chǎn)生新機(jī)理、小型化高功率可重復(fù)脈沖源、等離子體驅(qū)動(dòng)綜合能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等研究,研發(fā)成功系列化重復(fù)可控沖擊波產(chǎn)生裝備,突破傳統(tǒng)技術(shù)難以對(duì)油氣儲(chǔ)層進(jìn)行精細(xì)、均衡、可控改造及受限空間高效增透的技術(shù)瓶頸。近日,其成果——《重復(fù)可控沖擊波儲(chǔ)層改造技術(shù)與裝備》通過(guò)成果鑒定。
鑒定委員會(huì)專家認(rèn)為主要有4個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。
一是,創(chuàng)造性地提出了快脈沖等離子體直接驅(qū)動(dòng)含能材料產(chǎn)生可控性強(qiáng)、安全性好的微秒級(jí)高強(qiáng)度沖擊波的新方法,首次實(shí)現(xiàn)了沖擊波強(qiáng)度達(dá)200 兆帕斯卡,在不損傷井筒的情況下儲(chǔ)層滲透率提高41%。
二是,研究發(fā)現(xiàn)了脈沖功率源、絲爆等離子體和能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的耦合規(guī)律,研制出了高性能的能量轉(zhuǎn)換器,發(fā)明了自主重復(fù)工作的能量轉(zhuǎn)換推送系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了井下污濁液體環(huán)境和強(qiáng)沖擊條件下穩(wěn)定重復(fù)工作。
三是,發(fā)明了滿足井下受限狹小空間的小型化高功率可重復(fù)脈沖源,突破了長(zhǎng)壽命放電開(kāi)關(guān)、高長(zhǎng)徑比儲(chǔ)能電容和高密度電源等關(guān)鍵核心技術(shù),所研制的脈沖源直徑小于90 毫米、電脈沖峰值功率達(dá)20億瓦特,可連續(xù)工作6000次以上。
四是,首次研發(fā)成功系列化井下重復(fù)可控沖擊波產(chǎn)生裝備,提出了可控沖擊波動(dòng)力學(xué)多次、多點(diǎn)精細(xì)化儲(chǔ)層改造方法,可滿足不同類型儲(chǔ)層解堵、增透、預(yù)裂等規(guī)模化生產(chǎn)作業(yè)的需求,使破裂壓力降低了2/3,顯著降低了單井開(kāi)采成本。
據(jù)相關(guān)專家介紹,該成果為國(guó)際首創(chuàng),具有安全、環(huán)保、節(jié)能、低成本的優(yōu)勢(shì),工程應(yīng)用效果好,整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。即可以說(shuō)是一種非常規(guī)油氣資源開(kāi)采領(lǐng)域中的變革性技術(shù)。
據(jù)了解,該技術(shù)已被國(guó)家列入2016年《煤礦安全生產(chǎn)先進(jìn)適用技術(shù)推廣目錄》,且在石油、煤炭等15家大型企業(yè)得到應(yīng)用效果顯示,在低滲透油井增產(chǎn)2倍,煤層氣產(chǎn)量提高6倍,瓦斯抽采量提高11倍、鉆孔工程量節(jié)約80%、抽采達(dá)標(biāo)時(shí)間縮短61%,提高煤礦瓦斯治理效率50%以上等,可提高油氣采收率和解決煤炭生產(chǎn)安全問(wèn)題的世界性難題。