煤层压裂改造配套工艺技术.doc

煤层压裂改造配套工艺技术摘要本文提出了适宜煤层压裂改造的配套工艺技术包括完井压裂设计压裂液研制支撑剂优选压裂施工裂缝监测压裂效果评价等技术该技术完整成熟先进居国内领先水平现场应用口井层煤效果良好可推广应用引言煤层压裂改造可有效地将井孔与煤层天然裂隙连通起来从而在排水采气时更广泛地分配井孔附近的压降增加产能增大气体解吸速率因此在煤层气勘探开发中压裂改造作为一种重要的强化措施已得到普遍应用然而由于我国煤层气勘探开发起步晚技术落后尤其压裂改造工艺技术还没有作系统研究为此我处经过四年科技攻关研究成功了煤层压裂改造配套工艺技术现场应用口井层煤效果良好煤层压裂改造配套工艺技术完井技术采用全井下套管低密度水泥浆固井工艺技术采用高密度深穿透射孔工艺技术用枪弹弹孔密孔螺旋布孔相位角射开煤层或煤层和围岩从而使射孔孔径超过有效穿透距离超过这种完井技术稳固了井身减少了煤层污染有利于煤层分层压裂改造能满足排水采气需要经济可行压裂设计技术研制成功了煤层气井三维压裂优化设计软件该软件填补了国内空白是国内第一套煤层气井压裂软件达到国际先进水平该软件在环境下开发采用编程模块化设计算法先进可靠它主要包含以下个模型产量动态预测模型经济评价模型裂缝三维延伸模型控制缝高模型支撑剂运移分布模型温度场模型优化设计模型运用该软件可设计出最优压裂方案达到最佳压裂效果压裂液研制压裂液性能的好坏直接关系到压裂施工的成败及压后增产效果根据煤层特性研制出了适合煤层的压裂液系列清水其矿化度与煤层水接近不伤害煤层活性水对煤层伤害轻微低温冻胶压裂液主要由瓜尔胶杀菌剂表面活性剂助排剂交联剂破胶剂等组成其技术指标居国内领先水平破胶后水化液粘度为表面张力界面张力煤层伤害率支撑剂优选煤层一般埋藏较浅闭合压力低选用天然石英砂下破碎率既可满足支撑裂缝要求又经济便宜常用石英砂规格有目粉砂目中砂和目粗砂压裂加砂组合方式有种粉砂中砂粗砂粉砂粗砂中砂粗砂粗砂粉砂加在前置液中以减少压裂液滤失利于造缝中砂和粗砂支撑裂缝改善煤层渗透性尾注粗砂可提高裂缝入口导流能力单纯加入粗砂施工难度大但压裂效果较好并可避免排采时粉砂返吐堵塞裂缝石英砂规格及加砂量可由软件模拟确定压裂施工工艺技术采用光套管注入压裂降低管壁摩阻从而降低施工泵压适当增大前置液注入量以充分造缝避免砂堵增大泵的注排量提高压裂液效率对薄煤层适当减小泵的注排量以防止裂缝高度延伸过高而缩短缝长分段注砂逐步提高砂化增大支撑裂缝宽度提高支撑裂缝导流能力适当减少顶替液量确保裂缝入口的高导流能力控制压裂液返排速度保证裂缝充分闭合防止砂粒和煤粉返吐对多煤层井采用分层压裂改造提高单煤层改造程度加强裂缝监测优选压裂施工参数指导压裂施工选用型压裂机组及配套设备车辆保证满足压裂施工需求酸化预处理工艺技术根据电测资料录井资料和室内岩芯实验结果综合研究确定用何种酸液在压裂施工之前对煤层射孔井段进行预处理从而有效清除射孔孔眼堵塞解除近井地带钻井泥浆固井水泥的污染堵塞为压裂施工创造有利条件并有利于压裂施工完毕后冻胶压裂液彻底返排提高压裂增产效果裂缝监测工艺技术煤层压裂裂缝方位和几何尺寸是指导制定压裂方案的重要依据是评价压裂效果的重要手段对优化井网布置具有重要意义选用大地电位法微地震法测试和井温测试可测试出压裂裂缝形态高度方位和延伸长度测试成功率结果准确可靠微地震法测试对压裂施工进行同步裂缝监测要求测试井周围必须有三口监测井大地电位法测试要求在压裂液中加入使压裂液与围岩的电阻率差异在倍之间并须测出压前及压后大地电位差井温测试须测出压裂前后井温曲线要求在测压前井温基线时井筒内液体静止以上压后井温曲线应在压后内测完另外根据压裂施工数据和压降数据也可计算并推断出动态裂缝几何尺寸支撑裂缝几何尺寸和压裂液效率要求测压降时间为泵注时间的倍以上压裂效果评价技术注入压降试井通过求出压裂前后的煤层渗透率表皮系数流体产量等参数评价压裂效果生产评价根据排采数据评价压裂效果经济评价评价压裂措施是否经济可行现场应用概况煤层压裂改造配套工艺技术已在现场进行了试验应用于口井层煤施工成功率有效率并创造了多项施工参数全国最高水平单井加砂量单层加砂量加砂强度清水压裂排量混砂比阶段最高混砂比实例沁水盆地井钻井深煤层埋深层含气量年月采用该配套工艺技术用套管完井比重为的级水泥浆固井枪弹射开煤层酸化预处理后选用低温冻胶压裂液对煤层进行了分层压裂改造共注入压裂液加石英砂平均混砂比阶段最高混砂比微地震法测试结果表明煤层压裂裂缝为先水平缝后垂直缝方位为顺时针延伸长度煤层压裂裂缝为垂直缝方位为顺时针延伸长度压后排采天产气量即超过目前该井产气量仍稳定在以上经济效益显著结论对煤层进行压裂改造可提高煤层气井产能经济可行煤层三维压裂优化设计软件和低温冻胶压裂液填补了国内空白居国内领先水平煤层压裂改造配套工艺技术完整成熟先进适宜煤层压裂改造需要现场应用效果良好可推广应用