[发明专利]高阶煤煤层气储层压裂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及高阶煤煤层气开发技术领域，特别涉及高阶煤煤层气储层压裂的方法。

背景技术

目前，我国煤层气储层具有低孔、低渗的特征，渗透率通常在0.001×10^-3μm²--0.1×10^-3μm²，自然产能低，常常需要采取压裂改造才能获得工业产量，实现经济开采。水力压裂技术是油田开发的常规手段，它是利用液体传导压力的性能，在地面利用高压泵组，将液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压，当此压力大于井壁附近的地应力和储层岩石抗张强度时，地层会产生裂缝，继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近形成具有一定几何尺寸的高导流能力的填砂裂缝，由于裂缝扩大了气水流动通道，改变了流动方式，降低了渗流阻力，达到增产的目的。

目前国内外压裂技术在油井上非常成熟，但在煤层气井上的应用还处于探索阶段，尤其是在高阶煤领域，国际上还没有一套成熟的模式。如今在沁水盆地实施的水力压裂，裂缝会在煤层中长、高和宽三个方向上同时扩展延伸，如果裂缝在纵向上过度延伸，会导致压穿煤层顶底板、有效裂缝在煤层中延伸较短，造成压后煤层气井产气量低、递减快，从而影响压裂效果；而且一旦压穿含水层，将导致煤层气井产出大量水而不产气的结果。更主要的是现有压裂方法在煤层中很难形成体积压裂，无法最大限度的实现网络面积降压。

中国专利公布号:CN102094612A，提供了一种“煤层气井活性水压裂工艺”的专利申请，该专利提供了煤层气井活性水压裂工艺，该工艺采用如下步骤实现的：(1)循环；(2)试压；(3)试挤；(4)压裂；(5)支撑；(6)放压；所述步骤(1)、(3)、(4)、(5)中，压裂液由清水、表面活性剂、杀菌剂配制而成，清水、表面活性剂、杀菌剂的体积比为2000：1：1；所述步骤(4)、(5)中，压裂泵的泵注排量为7m³/min左右；压裂泵向井内注入压裂液时采用套管注入的方式。改善了现有水力压裂技术压裂效果差、无法有效提高煤层气产量的问题，适用于煤层气开采。该发明提高了煤层气井产量，但是无法准确控制水力裂缝高度，提高产气量也存在井间差异较大的情况。

发明内容

本发明的目的是：提供一种高阶煤煤层气储层压裂的方法，在煤层中形成网络裂缝，实现煤层的体积压裂；人为干预裂缝走向，诱导裂缝形态；控制裂缝高度，防止裂缝窜层；提高煤层气井压裂支撑剂的支持效率。

本发明采用的技术方案是：高阶煤煤层气储层压裂的方法，针对高阶煤低渗透的特点形成的一种煤层气直井压裂的新方法。步骤如下：

步骤A、深射孔：选择在同一区域、同一煤层、相互井距350米以内相邻的2～5口直井，在每口井的煤层中部0.8米～1.2米的范围内利用射孔弹按16孔/米集中射孔，射孔深度达到1～1.5米以上，射孔方向垂直于煤层最小主应力方向，使裂缝延伸并与煤层原始割理、裂隙相沟通，形成大的降压面积；

步骤B、多井同时压裂：符合步骤A条件的2～5口直井，在完成射孔后同时进行压裂施工，使压裂区域内应力重新分布，以便形成更多的裂缝，并使井间相互连通;

步骤C、变排量压裂：压裂过程中采用套管内注入方法，变排量并大液量施工，每米煤层平均压裂总用液量180～220m³，其中前置液用量占40％～50％，注入前置液的初期以3～4m³/min造缝，避免裂缝在纵向上过度延伸而压穿顶底板；注入前置液的后期逐步加大排量至8～10m³/min进行扩缝，泵压控制在10～15MPa之间。注前置液结束后，注入携砂液，携砂液的注入排量保持在8～10m³/min，最后注入7～10m³顶替液；

步骤Ｄ、全程加砂：压裂过程中，泵注前置液50～100m³后，观察施工压力，如施工压力低于15MPa的70%，用压裂泵车将支撑剂砂按重量的3～5%比例混入前置液并注入煤层；完成前置液注入后，注入携砂液阶段支撑剂砂的重量比逐步提高到20%，这样既减少煤层漏失、打磨裂缝通道，更主要的是将压裂砂铺入更远的微小裂缝中；

步骤E、测压降：压裂完成后，停泵关闭压裂泵注装置，打开压裂井

口测试阀门进行压降检测，检测时间不少于90分钟；

步骤F、放压：测压降后关井，若48小时内压力未降至0.101MPa，连续放喷,排量不超过1m³/h；