[發明專利]高階煤煤層氣儲層壓裂的方法

有效

• 申請號: 201210322332.2
• 申請日: 2012-09-04
• 公開（公告）號: CN102852509A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 田煒;陳洪明;梅永貴;秦利鋒;毛生發;郭軍峰
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 李玉明

技術領域

本發明涉及高階煤煤層氣開發技術領域，特別涉及高階煤煤層氣儲層壓裂的方法。

背景技術

目前，我國煤層氣儲層具有低孔、低滲的特征，滲透率通常在0.001×10^-3μm²--0.1×10^-3μm²，自然產能低，常常需要采取壓裂改造才能獲得工業產量，實現經濟開采。水力壓裂技術是油田開發的常規手段，它是利用液體傳導壓力的性能，在地面利用高壓泵組，將液體以大大超過地層吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高壓，當此壓力大于井壁附近的地應力和儲層巖石抗張強度時，地層會產生裂縫，繼續注入帶有支撐劑的攜砂液，裂縫向前延伸并填以支撐劑，關井后裂縫閉合在支撐劑上，從而在井底附近形成具有一定幾何尺寸的高導流能力的填砂裂縫，由于裂縫擴大了氣水流動通道，改變了流動方式，降低了滲流阻力，達到增產的目的。

目前國內外壓裂技術在油井上非常成熟，但在煤層氣井上的應用還處于探索階段，尤其是在高階煤領域，國際上還沒有一套成熟的模式。如今在沁水盆地實施的水力壓裂，裂縫會在煤層中長、高和寬三個方向上同時擴展延伸，如果裂縫在縱向上過度延伸，會導致壓穿煤層頂底板、有效裂縫在煤層中延伸較短，造成壓后煤層氣井產氣量低、遞減快，從而影響壓裂效果；而且一旦壓穿含水層，將導致煤層氣井產出大量水而不產氣的結果。更主要的是現有壓裂方法在煤層中很難形成體積壓裂，無法最大限度的實現網絡面積降壓。

中國專利公布號:CN102094612A，提供了一種“煤層氣井活性水壓裂工藝”的專利申請，該專利提供了煤層氣井活性水壓裂工藝，該工藝采用如下步驟實現的：(1)循環；(2)試壓；(3)試擠；(4)壓裂；(5)支撐；(6)放壓；所述步驟(1)、(3)、(4)、(5)中，壓裂液由清水、表面活性劑、殺菌劑配制而成，清水、表面活性劑、殺菌劑的體積比為2000：1：1；所述步驟(4)、(5)中，壓裂泵的泵注排量為7m³/min左右；壓裂泵向井內注入壓裂液時采用套管注入的方式。改善了現有水力壓裂技術壓裂效果差、無法有效提高煤層氣產量的問題，適用于煤層氣開采。該發明提高了煤層氣井產量，但是無法準確控制水力裂縫高度，提高產氣量也存在井間差異較大的情況。

發明內容

本發明的目的是：提供一種高階煤煤層氣儲層壓裂的方法，在煤層中形成網絡裂縫，實現煤層的體積壓裂；人為干預裂縫走向，誘導裂縫形態；控制裂縫高度，防止裂縫竄層；提高煤層氣井壓裂支撐劑的支持效率。

本發明采用的技術方案是：高階煤煤層氣儲層壓裂的方法，針對高階煤低滲透的特點形成的一種煤層氣直井壓裂的新方法。步驟如下：

步驟A、深射孔：選擇在同一區域、同一煤層、相互井距350米以內相鄰的2～5口直井，在每口井的煤層中部0.8米～1.2米的范圍內利用射孔彈按16孔/米集中射孔，射孔深度達到1～1.5米以上，射孔方向垂直于煤層最小主應力方向，使裂縫延伸并與煤層原始割理、裂隙相溝通，形成大的降壓面積；

步驟B、多井同時壓裂：符合步驟A條件的2～5口直井，在完成射孔后同時進行壓裂施工，使壓裂區域內應力重新分布，以便形成更多的裂縫，并使井間相互連通;

步驟C、變排量壓裂：壓裂過程中采用套管內注入方法，變排量并大液量施工，每米煤層平均壓裂總用液量180～220m³，其中前置液用量占40％～50％，注入前置液的初期以3～4m³/min造縫，避免裂縫在縱向上過度延伸而壓穿頂底板；注入前置液的后期逐步加大排量至8～10m³/min進行擴縫，泵壓控制在10～15MPa之間。注前置液結束后，注入攜砂液，攜砂液的注入排量保持在8～10m³/min，最后注入7～10m³頂替液；

步驟Ｄ、全程加砂：壓裂過程中，泵注前置液50～100m³后，觀察施工壓力，如施工壓力低于15MPa的70%，用壓裂泵車將支撐劑砂按重量的3～5%比例混入前置液并注入煤層；完成前置液注入后，注入攜砂液階段支撐劑砂的重量比逐步提高到20%，這樣既減少煤層漏失、打磨裂縫通道，更主要的是將壓裂砂鋪入更遠的微小裂縫中；

步驟E、測壓降：壓裂完成后，停泵關閉壓裂泵注裝置，打開壓裂井

口測試閥門進行壓降檢測，檢測時間不少于90分鐘；

步驟F、放壓：測壓降后關井，若48小時內壓力未降至0.101MPa，連續放噴,排量不超過1m³/h；