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龙图腾网获悉徐州工程学院申请的专利一种多级致裂页岩增产页岩气的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：CN116658139B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-01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：202211018473.5，技术领域涉及：E21B43/26；该发明授权一种多级致裂页岩增产页岩气的方法是由苏善杰;王圣程;高峰;高亚楠;张志镇;蒋玄;侯鹏;薛熠设计研发完成，并于2022-08-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种多级致裂页岩增产页岩气的方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种多级致裂页岩增产页岩气的方法，先向页岩气井内脉动注入含吸水树脂的水，对页岩层进行冲击产生多条裂缝，形成一级致裂过程；接着向页岩气井注入液氮及金属钠颗粒，裂缝内留存已经饱和吸水的树脂，此时液氮对页岩层降温低于冰点后，已经饱和吸水的树脂冻结成冰并快速膨胀，形成二级致裂过程；然后当注入的液氮随着持续气化后，进一步冻结页岩吸附的水和吸水树脂，形成三级致裂过程；当页岩层的温度超过冰点时，吸水树脂上膨胀的冰融化成水，此时金属钠颗粒与水接触发生化学反应放出大量的热，使页岩层温度快速上升形成对低温页岩层的热冲击，形成四级致裂过程，从而完成页岩层多级致裂过程，能有效提高页岩气的开采效率。

本发明授权一种多级致裂页岩增产页岩气的方法在权利要求书中公布了：1.一种多级致裂页岩增产页岩气的方法，其特征在于，具体步骤为： A、从地面向页岩层施工页岩气井竖直段，直至竖直段伸入至页岩层内停止，然后从当前位置在页岩层内施工一段长度的页岩气井水平段后停止，接着在页岩气井的竖直段放入密封管，对竖直段进行支护及后期页岩气抽采的密封，并在页岩气井的井口设有页岩气井密封盖对页岩气井进行密封，从而完成页岩气井的施工； B、在地面组装多级致裂页岩层系统，其包括水力压裂装置、液氮与钠颗粒注入装置、气体压力测量装置和激光测距仪，所述水力压裂装置包括水箱和脉动泵，水箱通过注水连接管与脉动泵的进口连接，脉动泵的出口与注水管一端连接，注水管另一端穿过页岩气井密封盖伸入密封管内，所述注水管上装有第一控制阀，注水连接管上装有第二控制阀，水箱内盛放含有吸水树脂的水；所述液氮与钠颗粒注入装置包括液氮罐、液氮脉动泵、混合容器和三通接头，液氮罐通过第三液氮管与液氮脉动泵的进口连接，液氮脉动泵的出口通过第二液氮管与三通接头其中一个端口连接，三通接头另外两个端口分别与第一液氮管一端和钠颗粒注入管一端连接，第一液氮管另一端穿过页岩气井密封盖伸入密封管内，钠颗粒注入管另一端与混合容器的排出口连接，钠颗粒注入管上装有第三控制阀，第二液氮管上装有第一液氮控制阀，第三液氮管上装有第二液氮控制阀，温度测量装置装在第一液氮管上，气体压力测量装置和激光测距仪均装在页岩气井密封盖上，且气体压力测量装置的探头伸入密封管内，激光测距仪的探头伸入密封管并朝向页岩气井竖直段的最深处，所述液氮罐内存储液氮，混合容器内装有煤油与金属钠颗粒的混合液，完成多级致裂页岩层系统的组装； C、打开第一控制阀和第二控制阀，启动脉动泵，水箱内含有吸水树脂的水经脉动泵脉动作用得到脉动含吸水树脂的水，脉动含吸水树脂的水经过注水管进入页岩气井内的密封管，持续注入后含吸水树脂的水对页岩层进行冲击，在页岩层中压裂出多条裂缝，脉动一段时间后结束，关闭脉动泵、第一控制阀与第二控制阀，形成一级致裂过程； D、通过激光测距仪实时测量在页岩气井内水的液面与激光测距仪之间的距离值，当激光测距仪测得的距离值等于页岩气井的深度时，说明页岩气井内含吸水树脂的水均已渗入页岩层中；接着打开第一液氮控制阀和第二液氮控制阀，启动液氮脉动泵，液氮经第三液氮管、第二液氮管与第一液氮管进入密封管；同时通过温度测量装置测量第一液氮管上的温度，当温度测量装置测量所测温度低于外界温度10℃以上时，打开第三控制阀，煤油与金属钠颗粒的混合液经过钠颗粒注入管及三通接头后随液氮注入页岩气井内；液氮进入页岩气井后与页岩层接触，此时页岩层温度快速下降对页岩层进行冻结，同时已注入页岩层裂缝内的吸水树脂由于温度低于冰点，其吸附的水凝结成冰，从而使其体积快速膨胀，进而对页岩层裂缝施加压力，使页岩层的裂隙进一步扩展、发育，形成二级致裂过程； E、当激光测距仪测得与页岩气井内液氮液面的距离值为页岩气井深度减去页岩层厚度时，关闭液氮脉动泵、第一液氮控制阀、第二液氮控制阀和第三控制阀，停止向页岩气井内脉动注入液氮和煤油与金属钠颗粒的混合液；将页岩气井密闭24～36h，在该时间段内液氮持续气化生成氮气，使页岩气井内压力升高，进一步推动液氮在页岩层的各个裂缝内流动，进一步冻结吸水树脂，增加页岩层的致裂效果，形成三级致裂过程； F、通过气体压力测量装置实时监测页岩气井内的气压值，当气体压力测量装置压力值不再变化，说明液氮全部气化，随着时间推移，页岩层的温度会逐渐回升，当页岩层温度超过冰点时，吸水树脂上膨胀的冰融化成水，此时金属钠颗粒与水接触发生化学反应放出大量的热，使页岩层温度快速上升形成对低温页岩层的热冲击，同时当温度升高过程中部分水气化成蒸汽对页岩层的裂缝形成热冲击及蒸汽冲击的双重作用，形成四级致裂过程，并且由于温度升高能加快页岩气从页岩层内解吸至页岩气井，从而完成一次页岩层多级致裂过程； G、重复步骤C至F的次数为5～10次，对页岩层进行多次水力致裂、吸水树脂冻结膨胀致裂、氮气气化致裂、以及钠与水反应放热冻融循环致裂的多级致裂过程，最终页岩层形成密集裂隙网，大幅度增加页岩层的渗透率，最后通过页岩气井对页岩气抽采。

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