[發明專利]一種煤層氣壓裂方法

在審

• 申請號: 201810125000.2
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108533241A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 張天翔;朱衛平;甄懷賓;孫偉;何東琴;王煒彬;彭宏釗
• 申請（專利權）人: 中石油煤層氣有限責任公司;中聯煤層氣國家工程研究中心有限責任公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B33/13
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 權鮮枝;何立春

本發明公開了一種煤層氣壓裂方法，該方法適用于由頂層、煤層和含水底層組成的煤層結構，該方法包括，在煤層內注入一定量壓裂液進行前置壓裂；當壓裂所形成的裂縫擴展到含水底層時，注入一定量壓裂液攜帶石英砂和封堵劑，封堵含水底層上的裂縫；注入一定量的壓裂液使封堵劑沉降到裂縫底部；再次注入一定量的壓裂液進行壓裂，在煤層內形成裂縫。本發明可實現在含水底層上的煤層開采煤層氣時，減緩無效的排采生產時間及后續水處理難題，提高煤層氣產量。

技術領域

本發明涉及煤層氣勘探開發技術領域，特別涉及一種煤層氣壓裂方法。

背景技術

煤層氣是一種非常重要的非常規天然氣，其甲烷含量一般大于95％，為優質清潔型氣體能源之一。煤層結構由頂層、煤層、底層組成，頂層為泥巖、砂巖或灰巖。煤層氣主要吸附于煤層中的煤巖基質表面，要開采出來，只能通過降低煤層壓力、使煤層氣從煤巖基質上解吸附，通過滲流進入井筒，但由于多數煤層為水飽和狀態，所以必須先通過排水過程，抽出煤層中的水來降低煤層壓力。

在煤層氣壓裂開發過程中，主要使用活性水壓裂液，其由清水加入防膨劑、殺菌劑等添加劑構成，活性水壓裂液對煤層的傷害小、成本低、返排液處理容易，成為了煤層氣主要壓裂液，但由于活性水壓裂液粘度低，攜砂能力差，故需要采用大排量連續注入的方式來攜帶支撐劑進入地層填充裂縫。

在大排量、大液量壓裂施工過程中產生的裂縫容易縱向延伸至含水發育的底層，長期排水生產，煤層水被少量排出，底層水被大量抽排，煤層壓力難以降低，嚴重影響排采效率和煤層氣降壓解吸，同時，大量底層水的產出，水處理工作量及投入增加，對于近底層水的煤層壓裂方法，過去主要采用以低排量的方式注入細粉砂以控制裂縫往底部延伸，理論研究與現場實踐已經證實，這種控制裂縫高度的壓裂技術作用極其有限，對于大多數情形而言，當壓裂規模增大時所產生的裂縫依然能竄入甚至穿透底部水層，而如果減小壓裂規模，所形成裂縫長度會較短，就達不到預期的增產改造效果。因此，對于含水底層上的煤層開采煤層氣存在諸多困難。

發明內容

鑒于現有技術存在的問題，提出了本發明的一種煤層氣壓裂方法，以便克服上述問題或者至少部分地解決上述問題。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

依據本發明的一個方面，提供了一種煤層氣壓裂方法，該方法適用于由頂層、煤層和含水底層組成的煤層結構，該方法包括，

在煤層內注入一定量壓裂液進行前置壓裂；

當壓裂所形成的裂縫擴展到含水底層時，注入一定量攜帶石英砂和封堵劑的壓裂液，封堵含水底層上的裂縫；

注入一定量的壓裂液使封堵劑沉降到裂縫底部；

再次注入一定量的壓裂液進行壓裂，在煤層內形成裂縫。

可選地，所述在煤層內注入一定量壓裂液進行前置壓裂包括：在煤層內確定的射孔位置進行射孔后，從射孔中注入一定量壓裂液進行壓裂。

可選地，在煤層內確定射孔的位置包括：

將射孔的位置確定于煤層的靠近頂層的位置處。

可選地，在再次注入壓裂液進行壓裂，在煤層內形成裂縫，該方法進一

步包括：

注入攜帶石英砂的攜砂液，使石英砂填充到壓裂所形成的裂縫內，加入頂替液，頂替井筒內的石英砂。

可選地，所述壓裂液為溶質質量分數為1.0-2.0％的氯化鉀水溶液。

可選地，所述封堵劑為聚合物，具有遇水后膨脹的性質。

可選地，注入一定量壓裂液攜帶石英砂和封堵劑，封堵含水底層上的裂縫包括：以2.0-3.0m³/min的排量注入壓裂液攜帶石英砂和封堵劑，封堵含水底層上的裂縫。