[發明專利]一種煤層氣井徑向微井眼鉆孔、水力壓裂參數的確定方法

有效

• 申請號: 201810361199.9
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108612518B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 潘林華;張燁;陸朝暉;賀培;張義;蒙春;康遠波;董兵強
• 申請（專利權）人: 重慶地質礦產研究院
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B43/26;E21B49/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 唐錫嬌

本發明公開了一種煤層氣井的徑向微井眼鉆孔、水力壓裂參數的確定方法，適用于目標煤層上下部為碎裂煤、中部為粉煤，且目標煤層的上下方為隔層的煤體結構，所述煤層氣井的井眼軌跡與目標煤層層理面的夾角在0°～20°之間，且處于目標煤層段的井眼軌跡的曲率小于8°/25m；包括：確定水力噴射徑向微井眼的鉆孔位置，確定水力噴射徑向微井眼的鉆孔參數與鉆孔施工參數和確定水力壓裂參數。該確定方法能為煤層氣地面壓裂開采提供參數指導，提高煤層氣單井開采產量。

技術領域

本發明涉及煤層氣地面壓裂開發領域，具體涉及一種煤層氣井徑向微井眼鉆孔、水力壓裂參數的確定方法。

背景技術

水力噴射徑向微井眼鉆孔技術是根據高壓水射流破巖鉆孔原理，利用從噴嘴噴出的高速水流射到巖層上通過動能的轉化最后打穿巖層形成一個微小井眼孔，該技術已在國內外各大油田開展了廣泛的現場試驗與應用，并取得了非常好的應用效果。國內方面，水力噴射徑向微井眼鉆孔技術在遼河油田、大慶油田、吐哈、江蘇油田、勝利油田、寶浪油田、華北油田、吉林油田、華東局、冀東油田、華北煤層氣分公司等進行了應用，涉及巖性有碳酸巖、砂巖、煤巖、泥頁巖、泥質粉砂巖及火山巖多種巖性，主要用途為常規油氣井改善注水、老井增產、底水發育井挖潛、煤層氣開發。雖然水力噴射徑向微井眼鉆孔技術進行了大量的現場應用，但是水力噴射徑向微井眼鉆孔與壓裂相結合的機理和參數研究比較少。

常規煤層氣井以活性水壓裂為主，壓裂液粘度非常低，攜砂能力差，煤巖壓裂過程中，煤層氣井壓裂具有濾失量大、有效壓裂裂縫短、裂縫方向難以控制等特點。而煤層氣高產穩產的根本條件為降壓范圍、解吸范圍大，常規壓裂井由于有效裂縫短，導致排采后期解吸面積難以擴大，無法最大限度提升單井產量和產能，并且常規水力壓裂以射孔完井或者水力噴射射孔完井為主，孔眼直徑較小、長度較短，一般射孔孔眼長度在2米以內，壓裂過程中容易發生多點起裂，井筒地帶形成多條壓裂裂縫，加劇了井筒附近的裂縫干擾，壓裂裂縫寬度較小，易發生砂堵，增加壓裂施工難度。

發明內容

本發明的目的是提供一種煤層氣井徑向微井眼鉆孔、水力壓裂參數的確定方法，為煤層氣地面壓裂開采提供參數指導，以提高煤層氣單井開采產量。

本發明所述的煤層氣井的徑向微井眼鉆孔、水力壓裂參數的確定方法，適用于目標煤層上下部為碎裂煤、中部為粉煤，且目標煤層的上下方為隔層的煤體結構，所述煤層氣井的井眼軌跡與目標煤層層理面的夾角在0°～20°之間，且處于目標煤層段的井眼軌跡的曲率小于8°/25m；包括：

第一步、確定水力噴射徑向微井眼的鉆孔位置；

第二步、確定水力噴射徑向微井眼的鉆孔參數與鉆孔施工參數；

第三步、確定水力壓裂參數。

確定水力噴射徑向微井眼的鉆孔位置的步驟包括：

第一步、獲取目標煤層上下部碎裂煤、中部粉煤和上下隔層的厚度、孔隙度、滲透率、含氣性、彈性模量、泊松比、抗拉強度、剪切強度和地應力參數。

第二步、利用目標煤層上下部碎裂煤、中部粉煤和上下隔層的厚度、孔隙度、滲透率、彈性模量、泊松比、抗拉強度、剪切強度、地應力參數，以及設定的水力噴射徑向微井眼鉆孔長度、施工總液量、施工排量，通過有限元數值模擬方法和損傷力學理論，建立上部和下部碎裂煤層的徑向微井眼鉆孔壓裂裂縫擴展模型，得到上部碎裂煤層鉆一個徑向微井眼孔條件下的一組壓裂縫網分布長度和分布寬度，以及下部碎裂煤層鉆一個徑向微井眼孔條件下的一組壓裂縫網分布長度和分布寬度。

第三步、改變水力噴射徑向微井眼鉆孔長度和/或施工總液量和/或施工排量的設定值x-1次，并重復第二步x-1次，得到上部碎裂煤層鉆一個徑向微井眼孔條件下的x-1組壓裂縫網分布長度和分布寬度，以及下部碎裂煤層鉆一個徑向微井眼孔條件下的x-1組壓裂縫網分布長度和分布寬度。