[發明專利]一種碎粒煤煤層氣壓裂方法

在審

• 申請號: 201710058147.X
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106869889A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 姚光華;王曉泉;董衛軍;廖金華;鄧洪軍;宜偉;譚秀華;熊鑫;張宇
• 申請（專利權）人: 重慶礦產資源開發有限公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B43/267;E21B43/119
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 弋才富

技術領域

本發明涉及煤層氣勘探開發壓裂工程技術領域，特別涉及一種碎粒煤煤層氣壓裂方法。

背景技術

1、壓裂是煤層氣儲層增產改造的重要措施，對于原生結構遭應力破壞的構造性碎粒煤，只有通過針對性的壓裂改造，才能夠有效開發。

2、碎粒煤煤體結構層理性遭嚴重破壞，煤層結構、構造、成分、內生裂隙均發生改變，層內裂隙相互交錯，煤層整體松散，且存在大量煤粉，壓裂改造中存在諸多困難。

3、現有改造碎粒煤的方法主要采用常規砂巖氣藏壓裂工藝，即在煤層段射孔后，向煤層泵注高壓液體及支撐劑，以獲得煤層內裂縫延伸及支撐，建立氣體滲流通道。

4、在實際施工案例中，常規水力壓裂方法在碎粒煤改造中未能取得好的改造效果。主要表現為：壓裂施工壓力高，浪費壓裂設備動力；碎粒煤層松散，液體濾失嚴重，效率低；裂縫延伸范圍有限；施工中存在砂堵風險；壓后裂縫易閉合等。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺陷，本發明提供一種碎粒煤煤層氣壓裂工藝方法，通過優化調整射孔位置、優化泵注程序等方式，有效指導碎粒煤煤層氣壓裂改造。

為了達到上述目的，本發明的技術方案為：

一種碎粒煤煤層氣壓裂方法，包括以下步驟：

(一)、優化射孔位置：射孔位置選擇煤體結構相對穩定的塊煤及碎裂煤，在穩定煤層段建立進液通道；

(二)、優化泵注程序：在整個壓裂過程中，根據壓裂液在不同階段的作用,分別命名為前置液、攜砂液和頂替液；

(1)、增大前置液量的使用比例，前置液量增大至壓裂液總量的45-55％，先泵注占壓裂液總量20-25％的純壓裂液，后泵注前置液加砂段塞，前置液加砂段塞降摩阻、降濾失，具體步驟為：泵注1個井筒容積的純壓裂液后，再泵注1個井筒容積的壓裂液+支撐劑A，如此反復，要求前置液加砂段塞數控制在3-5個，砂比從3％逐漸遞增至10％；

(2)、攜砂液加砂段塞支撐裂縫、防砂堵，攜砂液以段塞式加砂進入地層，即泵注1個井筒容積的純壓裂液后，再泵注1個井筒容積的壓裂液+支撐劑B或支撐劑C，如此反復，要求攜砂液加砂段塞數控制在5-7個，砂比從5％逐漸遞增至15％；

(3)、泵注頂替液：泵注一個井筒容積的頂替液，頂替攜砂液進入地層，促進支撐劑B或支撐劑C在近井帶營造高導流裂縫，為氣體產出建立通道，如此完成整個泵注程序。

所述的壓裂液為活性水，即清水+1～2％氯化鉀溶液。

所述的支撐劑A為70-140目石英粉砂。

所述的支撐劑B為40-70目石英細砂。

所述的支撐劑C為20-40目石英粗砂。

本發明的優點為：

1、射孔位置優化：優選煤體結構相對穩定位置射孔，有利于裂縫形成及延伸，開啟后續進液通道。本發明優先選擇煤體結構穩定煤層段射孔，區別于常規優選含氣量高、天然裂縫發育煤層段的方式，結合后續增加前置液量工藝特點，能投有效促進塊煤(碎粒煤)和碎粒煤之間的裂縫溝通，建立了良好的氣體滲流通道。

2、優化泵注程序：①采用增大前置液量比例，增加粉砂使用的新方法，有利于前置液在煤體結構相對穩定的煤層段造縫，促進裂縫形成及延伸；增加粉砂使用有利于打磨井筒內壁及射孔眼，減少摩阻，降低施工壓力，同時能夠有效降低地層濾失性，提升后續壓裂液效率，為增強改造效果奠定基礎。②攜砂液段塞式加砂能夠有效支撐裂縫，在近井帶營造高導流裂縫，為氣體產出建立通道，同時，段塞式加砂能夠有效防止地層砂堵，減少施工風險。③本方法所述的泵注程序從先降低地層濾失，后支撐裂縫的角度出發，增大了前置液用量，增加了粉砂的使用，區別于常規泵注程序以攜砂液為主體，以細砂、粗砂支撐裂縫為主要目的的思路，能夠減少細砂、粗砂直接進地層的砂堵風險及碎粒煤層段裂縫快速閉合的可能，有效提升后續攜砂液液體效率，增加裂縫凈壓力，促進主裂縫的形成和支撐。

具體實施方式

下面對本發明做詳細敘述。

一、優化射孔位置：通常煤層段存在碎粒煤、碎裂煤、塊煤等不同煤體結構共存的現象，射孔位置選擇煤體結構相對穩定的塊煤及碎裂煤，在穩定煤層段建立進液通道，有利于裂縫有效開啟并獲得較好地延伸。

該井煤層段上下各1/5為塊煤，中部3/5為碎粒煤，射孔優選兩處煤體結構相對穩定的塊煤位置進行作業,通過優化射孔位置，為裂縫有效延伸創造條件。采用102射孔槍，射孔密度16孔/米，相位角60°。

二、優化泵注程序：泵注程序用于指導整個壓裂過程，優化泵注程序主要包括以下要點：