[發明專利]一種煤層氣智能轉向壓裂工藝

在審

• 申請號: 202010164204.4
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111271037A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 劉平禮;趙立強;張以明;徐昆;梅永貴;劉明生;李年銀;劉黎剛;盧泓羽;張全江;宮賀宴
• 申請（專利權）人: 西南石油大學;中國石油天然氣股份有限公司;成都安實得石油科技開發有限公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B33/13;C09K8/74
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 房立普

本發明涉及煤層氣開采過程中的暫堵轉向壓裂技術，特別是涉及一種煤層氣智能轉向壓裂工藝。為達到以上技術目的，本發明提供以下技術方案，一種煤層氣智能轉向壓裂工藝，依次包括以下步驟：在高于地層破裂壓力下利用高壓水力泵車向地層注入壓裂液，壓開第一條裂縫；施工現場將智能轉向劑主劑和輔劑分別置于不同的配液罐中；向井筒內注入頂替液，使井筒內的智能轉向劑主劑和輔劑全部進入儲層后，停泵、關井、憋壓；關井憋壓0min?120min；注入剩余壓裂液，壓開新裂縫；泄壓，施工完成。本發明通過一種在地面呈液體狀的智能轉向劑實現煤層氣的暫堵轉向壓裂，封堵舊裂縫壓開新裂縫，施工后可完全液化順利返排，其操作簡便、安全、高效。

技術領域

本發明涉及煤層氣開采過程中的暫堵轉向壓裂技術，特別是涉及一種煤層氣智能轉向壓裂工藝。

背景技術

煤層氣作為一種高潛力潔凈能源，擁有巨大的資源量，是補充和接替常規天然氣資源最有前景和最現實的后備資源。我國煤層氣資源豐富，煤層氣的開發對于保障我國能源安全、煤礦安全生產和環境保護等方面具有重要意義。

煤層氣儲層地質條件復雜，成煤后期受到強烈的構造破壞作用，構造煤發育，煤層破碎程度高，煤的原始儲存結構遭到破壞，具有典型的“三低”煤層氣儲層特征—低壓力、低滲透率和低含氣飽和度，同時煤儲層還具有非均質的特性，依靠傳統的開采技術，難以對“三底”煤層氣進行高效的開發。因為煤儲層具有低壓、低滲以及低飽和等特征，如果在進行煤層氣開采的過程中沒有采用合理的增產策略，不僅會增加開采的難度，還會降低煤層氣的產量。

煤層氣井的開發大多需要借助壓裂工藝來提高煤儲層的滲透率，但常規的壓裂技術對煤層改造的程度較低，獲得的改造體積和降壓面積有限。為探索更高效的煤層改造技術，引煤層氣暫堵轉向壓裂技術，目前國內外學者對該方面的研究較少，主要有煤層氣冰晶暫堵轉向技術、煤層氣絨囊流體暫堵轉向技術等，存在問題有：固相顆粒暫堵難以實現攜帶液的均勻攜帶；可能出現堵塞不完全或堵不住的情況，導致暫堵轉向效果不理想；對儲層易產生傷害；施工成本高等。因此提出了一種新型的煤層氣智能轉向壓裂工藝，利用智能轉向液體自身產生的相態變化，形成固體暫堵，對煤層形成無孔的縱向平面堵塞以及橫向的體積堵塞，而與智能轉向劑一同注入的液體在壓裂結束后返排，讓出裂縫內空間，形成滲流的通道，大幅度提高裂縫滲透率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種煤層氣智能轉向壓裂工藝，通過一種在地面呈液體狀的智能轉向劑實現煤層氣的暫堵轉向壓裂，封堵舊裂縫壓開新裂縫，施工后可完全液化順利返排，其操作簡便、安全、高效。

為達到以上技術目的，本發明提供以下技術方案。

一種煤層氣智能轉向壓裂工藝，依次包括以下步驟：

(1)在高于地層破裂壓力下利用高壓水力泵車向地層注入壓裂液，壓開第一條裂縫，待產生的裂縫達到設計要求的裂縫幾何尺寸后停泵，所述壓裂液0.5質量％氯化鉀溶液；

(2)施工現場將智能轉向劑主劑和輔劑分別置于不同的配液罐中，智能轉向劑主劑和輔劑要分開注入，其中主劑從混砂車較高排量注入，輔劑采用泵小排量注入(小泵排量要求50L/min～150L/min)，按一定的的配比(100:5～100:15)注入智能轉向主劑和輔劑，使其在井筒中混合，進入裂縫，智能轉向劑在煤儲層中受溫度刺激由液態狀相變為固態狀，對煤層形成無孔的縱向平面堵塞以及橫向體積堵塞，封堵強度高、無縫隙；

(3)向井筒內注入頂替液，使井筒內的智能轉向劑主劑和輔劑全部進入儲層后，停泵、關井、憋壓，所述頂替液為3質量％的氯化銨溶液或3質量％的氯化鉀溶液；

(4)關井憋壓0min-120min，使智能轉向劑在煤儲層中完全相變為固態狀，形成封堵；

(5)注入剩余壓裂液，壓開新裂縫；

(6)泄壓，施工完成。