徐旭哲，孙鹞鸿

（1．中国科学院电工研究所，北京100190；2.中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室，北京100190）

深井电脉冲压裂装置研制

徐旭哲1,2，孙鹞鸿1,2

（1．中国科学院电工研究所，北京100190；2.中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室，北京100190）

研制了一种用于油气藏增产增注的深井电脉冲压裂装置。装置通过馈电电缆下放至2 000 m到3 000米m的深井中进行工作。考虑到馈电电缆耐压和分布参数的影响，高压充电电源采用两级升压，工作频率为1 kHz；储能元件采用同轴型高储能密度脉冲电容器总储能为5 kJ（25 kV）。通过测试得到工作电压22 kV时放电电流约为30 kA。初步实验表明，研制的深井电脉冲压裂装置在额定电压下可以连续稳定工作2 000次以上。

电脉冲压裂；水中放电；油气藏增产

Abstract：In this paper,a new type of electric pulse punching device for increasing the injection of oil and gas in deep wells is developed.The device is carried out by feeding cable in a deep well of 2 000 m to 3 000 m.Considering the influence of the voltage and the distribution parameters of the feed cable,the high voltage charging power supply adopts the two stage boost mode whose working frequency is 1 kHz.A high energy storage density pulse capacitor with a total storage capacity of 5 kJ（25 kV）is used as the energy storage element.The discharge current under the condition of 22 kV is obtained by the test,and the discharge current was about 30 kA.The preliminary experiment shows that the electric pulse punching device for deep wells can be continuously and stably for more than 2 000 times under the rated voltage condition.

Keywords:electric pulse;discharge in water;oil-gas reservoir stimulation

在传统的油气藏增产技术领域中，水力压裂技术作为一种重要的油气增产措施在国内外被广泛的应用。但是其需要消耗大量的水资源，同时注入的化学液体（压裂液）容易造成储层伤害，不利于油气增产。电脉冲压裂技术是一种低能耗、低伤害的新型油气藏增产技术手段，具有良好的应用前景。高压电脉冲压裂技术以“液电”效应理论为基础，在有限空间内的流体介质中产生放电，电弧高温引起通道内压力升高，形成冲击波，产生的压力幅值可达几十甚至是几百MPa。

因钻井钻孔的尺寸、井下高压高温环境和井用电缆规格等因素的限制，井下电脉冲压裂装置的设计受到很多条件的约束。国内在相关领域的研究单位很少。……