[发明专利]水和低温流体交替压裂控制煤层裂缝扩展的方法及装置

权利要求书

1.一种水和低温流体交替压裂控制煤层裂缝扩展的方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取煤层气井，所述煤层气井周围的煤层具有天然裂隙；

向所述煤层气井内注水，以对所述煤层气井周围第一设定区域注水压裂形成人工裂缝，所述人工裂缝沿所述天然裂隙扩展；

在所述第一设定区域完成注水压裂后，向所述煤层气井内注入低温流体，使煤层中的水结冰，进而将分散的煤岩颗粒冻结在一起；

继续向所述煤层气井内注入低温流体，使所述第一设定区域产生一条沿地层最大主地应力方向扩展的人工主裂缝；

在所述第一设定区域完成低温流体压裂后，继续向所述煤层气井内注水，以对所述第一设定区域外围的第二设定区域注水压裂，在所述第二设定区域完成注水压裂后，向所述煤层气井内注入低温流体，使所述人工主裂缝向前延伸，并穿过第二设定区域；

重复上述步骤，对第n设定区域分别进行注水和注入低温流体压裂，使所述人工主裂缝继续向前延伸，并穿过第n设定区域，其中n为大于等于3的正整数；

在对第n设定区域完成水和低温流体交替压裂后，静置三天，使得煤层中的冰完全融化；

待煤层中的冰完全融化后，向所述煤层中依次注入携砂液和顶替液，使得人工主裂缝中填充支撑剂，完成压裂。

2.根据权利要求1所述的水和低温流体交替压裂控制煤层裂缝扩展的方法，其特征在于，所述第一设定区域、所述第二设定区域、以及所述第n设定区域的范围根据所述煤层的饱和吸水能力和注水量进行划分。

3.根据权利要求1所述的水和低温流体交替压裂控制煤层裂缝扩展的方法，其特征在于，所述第n设定区域环设在第n-1设定区域的外围。

4.根据权利要求1所述的水和低温流体交替压裂控制煤层裂缝扩展的方法，其特征在于，所述低温流体为醇类水溶液和/或液氮。

5.根据权利要求1所述的水和低温流体交替压裂控制煤层裂缝扩展的方法，其特征在于，所述低温流体的温度为-196℃到-30℃。

6.根据权利要求1所述的水和低温流体交替压裂控制煤层裂缝扩展的方法，其特征在于，所述水的温度为0℃。

7.一种采用上述权利要求任一项所述的水和低温流体交替压裂控制煤层裂缝扩展的方法的水和低温流体交替压裂控制煤层裂缝扩展的装置，其特征在于，包括：

获取模块，被配置为获取煤层气井，所述煤层气井周围的煤层具有天然裂隙；

注水模块，被配置为向所述煤层气井内注水，以对所述煤层气井周围第一设定区域注水压裂形成人工裂缝，所述人工裂缝沿所述天然裂隙扩展；

第一注流体模块，被配置为在所述第一设定区域完成注水压裂后，向所述煤层气井内注入低温流体，使煤层中的水结冰，进而将分散的煤岩颗粒冻结在一起；

第二注流体模块，被配置为继续向所述煤层气井内注入低温流体，使所述第一设定区域产生一条沿地层最大主地应力方向扩展的人工主裂缝；

注入模块，被配置为在所述第一设定区域完成低温流体压裂后，继续向所述煤层气井内注水，以对所述第一设定区域外围的第二设定区域注水压裂，在所述第二设定区域完成注水压裂后，向所述煤层气井内注入低温流体，使所述人工主裂缝向前延伸，并穿过第二设定区域；

重复模块，被配置为重复上述步骤，对第n设定区域分别进行注水和注入低温流体压裂，使所述人工主裂缝继续向前延伸，并穿过第n设定区域，其中n为大于等于3的正整数。

8.一种水和低温流体交替压裂控制煤层裂缝扩展的装置，其特征在于，包括存储器和处理器，存储器中存储计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器执行时，实现以下步骤：如权利要求1至6任一项所述的水和低温流体交替压裂控制煤层裂缝扩展的方法。