1.一种水平井低温流体强化换热致裂方法,其特征在于,具体步骤为:
A、先从地面钻井将射孔枪伸入到达水平钻井内,以水平钻井的轴线为中心沿垂直于水平钻井的方向等间距的割出多个裂缝区;
B、设置低温流体通道,低温流体通道分成水平段和竖直段,在低温流体通道的水平段上装有未充起的水压封堵器,水压封堵器侧部设有排气管,排气管上装有湿度传感器和电控阀,水压封堵器将低温流体通道的水平段分隔成热交换段和气体排出段,低温流体通道的热交换段内部设有气体排出管,气体排出管一端与热交换段内部连通,气体排出管另一端固定在低温流体通道的气体排出段、且其伸出气体排出段外;热交换段外表面均匀分布有多个换热翅片;注水管一端与水压封堵器固定连接、且注水管内部与水压封堵器内部的注水通道连通,注水管与低温流体通道平行设置;设置过冷水管,过冷水管与低温流体通道平行设置、且过冷水管一端穿过水压封堵器,完成压裂系统的初步组装;
C、先将钻井封堵装置放置到水平钻井内,并通过其密封球密封固定在所处位置,将压裂系统中低温流体通道从地面钻井伸入达到水平钻井内、且至少两个裂缝区处于钻井封堵装置和水压封堵器之间;然后将地面钻井的井口进行密封,过冷水管另一端伸出地面钻井并与过冷水泵连接,过冷水泵装在过冷水存储车上;低温流体通道的竖直段伸出地面钻井并与低温流体泵连接,低温流体泵装在低温流体罐车上;注水管另一端伸出地面钻井并与注水泵连接,注水泵装在水箱上;设置抽气管,将抽气管一端伸入地面钻井与井内环空连接,抽气管另一端与抽气泵连接;在处于地面钻井外部的过冷水管、注水管、低温流体通道和抽气管上均装有控制阀,从而完成压裂系统的布设过程;
D、先将注水管上的控制阀打开,启动注水泵将水箱中的水以一定水压沿注水管注入水压封堵器内,使水压封堵器受力充起与水平钻井的内壁压紧密封,关闭注水泵及控制阀使其保持当前水压,从而在水压封堵器与钻井封堵装置之间形成密封压裂室,使低温流体通道的热交换段处于密封压裂室内;
E、开启过冷水管上的控制阀及过冷水泵,使过冷水存储车内的过冷水以一定水压沿过冷水管注入密封压裂室内,密封压裂室内的气体从排气管排出,直至排气管处装有的湿度传感器检测到有水流出时,使其电控阀关闭;过冷水继续注入密封压裂室,直至过冷水管内的水压达到2MPa时停止过冷水泵工作,并关闭过冷水管上的控制阀,保持过冷水管内的水压,此时密封压裂室内注满过冷水;
F、开启低温流体泵、抽气泵、低温流体通道上的控制阀和抽气管上的控制阀,抽气泵通过抽气管对井内环空抽气,使其处于负压状态,进而使与井内环空连通的气体排出管内处于负压状态;同时低温流体从低温流体通道的竖直段流动到低温流体通道的热交换段,进而低温流体将温度传递给各个换热翅片,处于密封压裂室内的过冷水通过换热翅片与低温流体进行热交换,此时过冷水的温度快速下降,使水相变成冰,相变后体积增大从而利用其冰胀力对密封压裂室进行压裂,同时经过热交换后低温流体会相变形成气体,由于气体排出管处于负压状态,使气体依次经过气体排出管、井内环空和抽气管,最后从抽气泵排出;
同时水压封堵器在低温流体流经时温度快速下降,使其内部的水变成冰,从而进一步增大水压封堵器与水平钻井内壁之间的压紧力,确保密封效果;如此持续一定时间后,停止低温流体泵和抽气泵,完成一次过冷水冰胀致裂过程;
G、间隔一段时间重复步骤E和F,如此循环多次,从而进行多次过冷水冰胀致裂过程,最终完成该位置的致裂过程;
H、将压裂系统从地面钻井内取出,此时通过调节钻井封堵装置的密封球使其在水平钻井内移动一定距离后,再次调节密封球使钻井封堵装置密封固定在所处位置,然后重复步骤C至G,如此重复,直至完成整个水平钻井的致裂过程。
2.根据权利要求1所述的一种水平井低温流体强化换热致裂方法,其特征在于,所述低温流体为液态氮、液态二氧化碳的其中一种。
3.根据权利要求1所述的一种水平井低温流体强化换热致裂方法,其特征在于,所述过冷水为预冷至温度为0℃或接近0℃的低温水。
4.根据权利要求1所述的一种水平井低温流体强化换热致裂方法,其特征在于,所述水压封堵器由带有注水通道的钢制堵头和橡胶密封环组成,橡胶密封环固定在钢制堵头的外沿。