[发明专利]煤层气压裂系统及方法

说明书

本发明实施例提供了一种煤层气压裂系统及方法，所述煤层气压裂系统包括：液态二氧化碳载体高压管汇，液态二氧化碳通过增压泵注入所述高压管汇；所述高压管汇通过管线连接有多个压裂泵车；完井管柱，所述完井管柱通过管线与所述高压管汇连接。通过计算煤层气储层的破裂压力，煤层气井以液态二氧化碳作为前置液或者直接使用液态二氧化碳，通过高压泵注入煤层气储层，其中，液态二氧化碳注入排量产生的压力高于所述破裂压力；注入液态二氧化碳后闷井，通过液态二氧化碳能量形成复杂缝网，同时置换CH₄，高压注入过程中易于流入煤层中的割理或天然微裂缝中，从而更好地连通储集层中的割理或天然微裂缝，形成复杂裂缝网络，大体积的深部改造储层。

技术领域

本发明属于煤层气开采技术领域以及二氧化碳封存领域，尤其涉及一种煤层气压裂系统、方法。

背景技术

煤气层的地质结构多变，煤的多阶段演化和多热源叠加使煤的变质作用显著，造成煤层气藏在煤气层的物性、含气保存与开采条件等方面有明显的特殊性。相当多的煤层气藏表现出高应力和低渗透的特征，这些特征使煤层气藏的开采面临更严苛的技术要求。煤层气是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。对煤层气而言，煤层既是气源岩，又是储集层，煤层具有一系列独特的物理、化学性质和特殊的岩石力学性质，因而使煤层气在赋存机理、孔渗性能、产气机理和产量动态等方面与常规天然气有明显的区别，表现出鲜明的特征。

随着市场日益增加的天然气需求，常规油气、致密气、页岩气增产无法满足市场的燃气需求，而我国的煤层气资源量在世界排名第三，但是煤层气总产量和单井产量却一直徘徊在较低水平，主要是深部煤层、构造煤发育煤层区域较广。煤层气开发关键技术是压裂改造，而深部煤层、构造煤这部分煤层常规改造效果差，压裂改造难度大。

发明内容

本发明目的在于提供一种煤层气压裂系统及方法，解决难以形成有效复杂网络裂缝问题，提高煤层改造效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种煤层气压裂系统，所述煤层气压裂系统包括：

液态二氧化碳载体，用以盛装液态二氧化碳；

高压管汇，液态二氧化碳通过增压泵注入所述高压管汇；所述高压管汇通过管线连接有多个压裂泵车；

完井管柱，所述完井管柱通过管线与所述高压管汇连接。

可选地，井口连接有放喷管线。

可选地，所述煤层气压裂系统还包括液氮泵车，用于对连接液态二氧化碳载体、高压管汇及完井管柱的管线及高压管汇本身通过所述液氮泵车分别试压。

第二方面，本发明实施例提供了一种煤层气压裂方法,所述煤层气压裂方法包括：

计算煤层气储层的破裂压力，煤层气井以液态二氧化碳作为前置液或者直接使用液态二氧化碳，通过高压泵注入煤层气储层，其中，液态二氧化碳注入排量产生的压力高于所述破裂压力；

注入液态二氧化碳后闷井，通过液态二氧化碳能量形成复杂缝网，同时置换CH4。

可选地，所述煤层气井的井口连接放喷管线，朝向避开压裂区域。

可选地，所述放喷管线每间隔预设距离用地锚固定，放空管线畅通，弯头不小于120°。

可选地，压裂施工前连接好管线并用液氮泵车分别试压。

可选地，使用液态二氧化碳按照以下顺序冷却施工现场的设备和管线：二氧化碳液灌冷却—增压泵冷却—高压注入系统冷却。

可选地，油管放喷及测试管线出口安装排酸筒减缓喷势，确保返排液不污染排污坑周围环境。