[发明专利]低压低渗透煤层气井活性水-氮气泡沫压裂方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及石油天然气勘探与开发领域，提供了一种低压低渗透煤层气井活性水-氮气泡沫压裂方法及其设备。

背景技术

煤层气作为一种重要的非常规天然气资源，日益受到世界各国的重视。煤层气大部分以吸附状态保存于煤基质孔隙的内表面，只有很少量呈游离状态存在于割理和其他裂隙中，煤层气的产出须经过解吸、扩散和渗流过程。

煤储层压力是指储层裂缝中流体的压力，一般称压力梯度小于0.6MPa/hm的储层为低压储层，我国煤储层压力总体以低压为主；我国煤层气储量36.8万亿m3，低渗煤层气资源量约26.5万亿m3，占全国总资源量的72％，以低渗透和超低渗透为主。

为了提高煤层气产能，一般采取人工增产措施改善储层物性。水力压裂技术作为主要增产措施广泛应用于国内外煤层气开发中，但由于活性水压裂过程中存在压裂液滤失严重、返排率低、支撑剂携带困难、压裂裂缝短而单一、无储层增能效果等问题，使得增产效果不理想，这也对煤层气压裂工艺提出了新的更高要求。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种低压低渗透煤层气井活性水-氮气泡沫压裂方法及其设备。为实现上述目的，本发明包括以下步骤：

(1)根据煤层气井地质条件，做出合理压裂施工设计；

(2)按照压裂施工设计，配备主压裂车、液氮泵车、混砂车、液罐车、砂罐车、仪表车、液氮槽车等设备和活性水、胶液、液氮、发泡剂、破胶剂等材料；

(3)煤层气井安装井口，设备进入施工现场，高低压管线连接；

(4)试压；关死井口总阀、对地面高压管线、井口、连接丝扣、由壬等连续憋压35MPa，持续5分钟不刺漏为合格；

(5)活性水水力压裂；用主压裂车把活性水高压注入储层；

(6)氮气泡沫压裂；停止活性水压裂，用主压裂车、液氮泵车、混砂车把泡沫压裂液、氮气一起注入储层；

(7)放喷返排。

本发明还提供了一种低压低渗透储层煤层气井活性水-氮气泡沫复合压裂的设备，其特征在于，包括液罐车、砂罐车、混砂车、仪表车、水力压裂车和高压管汇，所述水力压裂车内装有活性水、胶液、发泡剂和破胶剂，所述活性水为氯化钠水溶液，所述液罐车和砂罐车分别通过管道和混砂车相连接，所述混砂车通过管道和水力压裂车相连接，所述水力压裂车通过管道与高压管汇相连接，所述高压管汇通过井口沿井壁延伸向井底。

进一步的，所述混砂车和所述水力压裂车分别通过信号线与仪表车相连，通过仪表车监控混砂车和水力压裂车的工作状况。

进一步的，所述液罐车和水力压裂车为3台以上。

有益效果为：

1、利用氮气泡沫携砂性能好、活性水造缝能力强、氮气增能效果明显的特点，在低压低渗透储层营造复杂裂缝网络，增加地层能量，降低压裂造成的储层污染，达到压裂增透目的，同时提高煤层气井产量。

2、活性水-氮气泡沫复合压裂技术的泵注程序是先由活性水进行小型压裂，压破煤层，随后进行氮气泡沫压裂，高砂比携砂，利用活性水压裂通道快速铺开支撑剂，形成宽裂缝、高裂缝，达到压裂增透目的。

3、氮气泡沫粘度大，耐剪切性能好，在煤层中有较好携砂性能，利于支撑剂在煤层中铺开，增加压裂效果。

4、活性水-氮气泡沫复合压裂技术中大量使用的氮气在煤层中被释放后，小部分被煤层吸附，大部分游离在煤层裂隙中，增加储层能量，便于压裂液返排和后期排水降压采气。

5、活性水-氮气泡沫复合压裂技术中使用的水量很小，有效降低压裂液在煤层中滤失量，最大程度降低对储层的污染和伤害，达到有效增透目的。

6、氮气在煤层中的扩散速率大于水在其中的扩散速率，相同压力下氮气在低渗透煤层中的扩散受煤层固有裂隙及主应力方向的引导作用更小，氮气被泡沫释放后在煤层中向四周扩散，形成复杂裂缝网络，增大有效压裂面积。

附图说明

图1是本发明的设备连接结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种低压低渗透储层煤层气井氮气泡沫压裂方法。

本发明包括以下步骤：

(1)根据煤层气井地质条件，做出合理压裂施工设计；

(2)按照压裂施工设计，配备主压裂车、液氮泵车、混砂车、液罐车、砂罐车、仪表车、液氮槽车等设备和活性水、胶液、液氮、发泡剂、破胶剂等材料；

(3)煤层气井安装井口，设备进入施工现场，高低压管线连接；