页岩气是指赋存于富有机质泥岩及其夹层中，以吸附或游离状态为主要 存在方式的非常规天然气，成分以甲烷为主。近几年来，美国页岩气勘探开发 技术突破，产量快速增长，实现其“天然气革命”，对国际天然气市场及世界能源格局产生重大影响，极大的改写了世界能源格局。但是页岩层岩石具有结构致密、坚硬、超低渗透率等特性，因而页岩气开发非常困难。 目前世界上开发页岩气井初步造缝较为成熟的技术方案是在铺设的水平 油管井中用聚能射孔器作为初步造缝的装置来击穿油管和岩石，形成页岩层岩 石的初步造缝。其原理是用电缆将射孔器送到套管要射孔的部位，由电雷管引爆 射孔子弹。子弹是高效火药压制成聚能的致密锥形体，外包以铜皮。火药爆燃沿 锥形面的中心，瞬间以每秒8000米的高速和2000°C以上高温的喷射流，射穿套 管壁和水泥层，在地层中再穿透300-500毫米。每个射孔枪向四周沿螺旋线装 置多发子弹，每米长度射孔密度不少于15〜20个孔，以保证出油的裸露面 积。高效力的射孔，有时再加上油层的压裂措施，使射孔完井在完井方法中占 主导地位。 二氧化碳相变页岩气增产技术及装备提供一种能够适应各类页岩层、能 够替代聚能射孔弹的页岩气初步造缝装置，是一种基于临界C02相变来对页岩 层岩石初步造缝的电缆射孔器，其射孔器是一种可以调节压力、爆破速度、造 缝能力强、安全可靠的低温射孔器，具有根据不同地区的页岩气层岩石的致密程 度调节岩石欲裂时爆破压力和爆破速度、提高了页岩气层的开采率、安全可靠特点。

与其它页岩气开发的压裂技术相比，本技术方案主要具备以下技术优势及创新性:(1) CO2 干法压裂技术开发陆相页岩气实现了低水耗。据美国国家环境保护局(EPA)统计，2010 年单口页岩气井平均用水量在 0.76×104~2.39×104t(取 决于井深、水平段长度、压裂规模)，采用 CO2 干法压裂技术开发国内陆相页岩 气可有效减少对于水的用量，不浪费水资源，不污染地下水。(2) CO2 干法压裂技术开发陆相页岩气对储层伤害小。陆相页岩气储层粘土 矿物含量高，水敏性较强，滑溜水压裂液对储层渗透率伤害严重，CO2 具有良好 的储层保护性能，无残渣，对裂缝壁面和导流床无固相伤害，无水相，消除了水 锁及水敏伤害。(3) CO2 干法压裂技术开发陆相页岩气实现了快返排，国内陆相页岩气储层 压力一般较低，压后返排困难，返排时间长，大量压裂液滞留于井下，CO2 干法 压裂技术压后 CO2 迅速气化，快速排出，返排时间短，返排效率高。(4) 采用 CO2 干法压裂技术开发陆相页岩气藏具有提高页岩气采收率和减 排的双重意义。页岩气藏中吸附气含量范围较宽，CO2 进入页岩储层中时，可有 效置换 CH4 分子，极大的提高页岩气藏的采收率;同时，CO2 可在页岩储层中永 久性封存，对于减少温室气体排放有着积极的意义。(5) 适用于陆相页岩气储层的 CO2 干法压裂液配方的筛选及优化。采用溶解 性及增粘实验筛选 CO2 增粘剂，并对不同工况下的改良的 CO2 干法压裂液的流变 摩阻、滤失特性进行研究，结合储层特征优化干法压裂液配方，最终形成适用于 国内典型陆相页岩气储层的 CO2 干法压裂液配方。(6) 陆相页岩气 CO2 干法压裂工艺设计。在不加砂、加砂两种状况下，针对 国内典型陆相页岩气储层，分析施工过程中裂缝延伸及支撑机理，对 CO2 压裂工 艺的管柱选择、施工排量、砂比等压裂施工参数进行优化，最终形成适用于国内 典型陆相页岩气藏的干法压裂技术工艺。(4)合作条件(1) 有独立承担民事责任能力的企业法人，具有良好的信誉基础和积极向上 的事业激情。(2) 有相应的投资能力，并且具备一定的市场开拓能力。(3) 有一定的启动资金和市场经验，具备较强的品牌经营意识。

本发明公开了一种激光和水射流技术相结合的开采页岩气装置及方法，装置主要包括激光头和水射 流枪头等。激光头发出可控能量激光，水射流枪头射出活性液体，水射流枪头将活性液体射到岩石表面， 利用激光对活性液体进行加热产生局部升温和热反应液体，在液体中产生爆炸性化学反应，产生高压来 压碎岩石，使页岩颗粒更小，释放更多的页岩气。从而实现快速破页岩，高效获取页岩气的目的。该方 法可代替目前所用的水力压裂破岩方式

面向我国能源结构调整的重大战略需求，提出了利用二氧化碳高效开发页岩气的新理论与新方法，成功指导了我国首次陆相页岩气超临界二氧化碳压裂现场试验，实现了页岩气高效开发与二氧化碳地质封存一体化的突破。