[发明专利]一种先闷后压的煤气储层水力致裂方法

说明书

本发明公开了一种先闷后压的煤气储层水力致裂方法，先低压往压裂孔内注入一定量的水，然后通过低压闷孔弱化煤体，最后采取中压注水致裂实现煤气储层改造。本发明解决了现有技术中煤层高压水力致裂存在危险，且一次性高压注水不容易实现体积致裂的问题。本发明实现了低压和中压注水致裂，既能避免高压的潜在危险，又能致使煤储层破裂，有效提高储层渗透性。

技术领域

本发明属于煤层气开发与利用技术领域，具体涉及一种先闷后压的煤气储层水力致裂方法。

背景技术

水力化措施在煤层气开发以及煤矿瓦斯治理过程中取得积极成效。水力致裂是水力化措施的重要组成部分，通过往储层中注入一定压力的水致使储层破裂，提高储层渗透性，促进煤层气或瓦斯开采。

在地面煤层气井实施水力致裂时，希望压力足够高从而获得更大的致裂范围。然而，在煤矿井下实施水力致裂时，一方面，高压水力会致使巷道围岩破坏带来危险，另一方面，井下巷道作为作业人员工作的空间，也不允许高压管路通过。目前煤矿井下水力致裂过程中多采取禁止人员通行的措施来确保人员的安全，但是，注入高压水后巷道围岩变形或破坏造成的问题仍未有效解决。

本申请中，低压是指不超过20MPa的相对水压力；中压是指20MPa～30MPa之间的相对水压力；高压是指30MPa以上的相对水压力。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种先闷后压的煤气储层水力致裂方法，它改变了以往高压注水的工艺，采用低压水闷孔、中压水致裂的方式改造煤气储层，既能避免高压的潜在危险，又能致使煤储层破裂，有效提高储层渗透性，确保水力致裂技术的安全高效实施。

本发明的构思是：由于现有技术中，煤层高压水力致裂存在危险，而且一次性高压注水不容易实现体积致裂的问题，本发明通过闷孔措施促使煤体弱化，再利用中压注水实现煤体破裂的目的。

为了解决本发明的技术问题，本发明提供的技术方案是：先采用低压注水，然后通过低压闷孔弱化煤体，最后采取中压注水致裂实现煤气储层改造。

本发明与现有技术相比，具有以下的优点：

1、本发明利用煤体水理性，首先通过低压注水的方式往煤层内注入一定量的水；然后利用低压闷孔的方式，使注入的水充分浸润煤体，降低煤体强度。最后通过注入中压水，促使煤体破裂，产生裂隙。由此，实现低压和中压注水致裂的目的，避免高压注水带来的潜在危险。

2、本发明操作简单，易于实施，适合在煤矿井下推广应用。

附图说明

本发明的附图说明如下：

图1是作业时间与注水流量和压力的关系示意图；

图2是工程实施例布置示意图；

图3是压裂孔出口处的管路连接示意图。

图1中，1、注水压力曲线；2、注水流量曲线；Q、注水量；Q_Z、预计总注水量；A、低压注水阶段；B、闷孔阶段；C、中压注水阶段；P、注水压力；H、高压区；M、中压区；L、低压区；T、时间；

图2和图3中， 3、注水泵；4、注水管路；5、截止阀；6、排水阀；7、压裂管；8、三通；9、压裂孔；10、预改造煤层；11、巷道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

本发明先采用低压注水后，然后通过低压闷孔弱化煤体，最后采取中压注水致裂实现煤气储层改造。

如图1和图2所示，具体操作过程如下：

1、钻压裂孔9至预改造煤层10；