本發(fā)明涉及煤層氣勘探開發(fā)，特別涉及一種中深層煤層大規(guī)模體積迭代壓裂改造方法。

背景技術(shù)：

1、我國煤層氣資源豐富，埋深在2000m以淺煤層氣地質(zhì)資源量為29.82×1012m3，2000m以深40.47×1012m3，以及近海海域7～11.5×1012m3。因此，高效開發(fā)利用煤層氣對我國優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，完善天然氣資源的供應(yīng)鏈，穩(wěn)定能源安全，減少煤礦瓦斯災(zāi)害和溫室氣體排放具有重要的現(xiàn)實意義。

2、中深層煤層氣是指埋深在1300-1800米主要以吸附在煤基質(zhì)顆粒表面的形式存在，以甲烷為主要成分的非常規(guī)天然氣。這種氣體，也有部分以游離態(tài)存在于煤孔隙中或溶解于煤層水中。隨著埋藏深度的增加，地層溫度、壓力和應(yīng)力等會大幅增加，導(dǎo)致煤層氣的成藏機制及煤層的物性變化更為復(fù)雜，勘探開發(fā)難度不斷加大。

3、煤儲層有效改造是煤層氣高效開發(fā)的關(guān)鍵，中深層煤儲層地層溫度低、地應(yīng)力高、破裂壓力高和人工裂縫難擴展，常規(guī)壓裂難以形成有效的體積改造和滲流通道。大規(guī)模壓裂通過提高壓裂液量和壓裂加砂量，能夠顯著增大壓裂波及體積，從而更有效地改善儲層的滲流條件。目前關(guān)于中深層煤儲層大規(guī)模體積壓裂改造成套的技術(shù)體系尚不成熟。壓裂存在注入壓力高、加砂難、穩(wěn)產(chǎn)能力低等問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。

2、為此，本發(fā)明的目的在于提出一種中深層煤層大規(guī)模體積迭代壓裂改造方法，以解決背景技術(shù)中所提到的問題，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足。

3、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施例提供一種中深層煤層大規(guī)模體積迭代壓裂改造方法，包括如下步驟：

4、步驟s1，對井筒進(jìn)行通井和洗井，并進(jìn)行射孔前試壓；

5、步驟s2，對中深層煤層進(jìn)行射孔；

6、步驟s3，實施第一次煤層壓裂，包括：實施大規(guī)模壓裂改造，施工排量16-20m3?/min，單次加砂量260-350m3，單次壓裂液用量2400-3400m3；

7、步驟s4，第一次壓裂結(jié)束后，關(guān)井并配備第二次壓裂所需壓裂液；壓后進(jìn)行悶井，壓裂液中的水通過毛細(xì)管自吸作用進(jìn)入巖石基質(zhì)，頁巖基質(zhì)中礦物顆粒間原有的氫鍵被羥基取代進(jìn)而發(fā)生水化作用，造成粘土顆粒膨脹運移，從而形成新的微裂紋，利于后期生產(chǎn)；

8、步驟s5，重復(fù)與步驟s4中第一次壓裂相同的壓裂程序，進(jìn)行第二次壓裂和第三次壓裂，其中，第二次壓裂支撐劑采用70/140目和40/70目組合方式加砂，第三次壓裂支撐劑采用40/70目和20/40目支撐劑組合方式加砂；

9、步驟s6：執(zhí)行放噴和排液，包括：停泵后測壓降60分鐘后關(guān)閉井口閥門，拆卸管匯管線；關(guān)井24小時后視井口壓力情況安裝合適量程的套壓表，跟蹤記錄壓降情況，實施下步放噴工序；

10、步驟s7：執(zhí)行沖砂和下泵，包括：

11、（1）探砂面沖砂：下油管，尾帶油管筆尖探砂面，如果無砂則洗井干凈；如果有砂則用沖砂液正循環(huán)沖砂，泵壓控制在5mpa范圍內(nèi)，排量0.5-0.65m3/min沖砂至人工井底，并洗井干凈，待砂沉降4小時復(fù)探合格；提出井內(nèi)管柱并丈量校對數(shù)據(jù)；

12、（2）按照下泵設(shè)計要求進(jìn)行下泵作業(yè)施工。

13、由上述任一方案優(yōu)選的是，在所述步驟s1中，

14、所述對井筒進(jìn)行通井和洗井，包括：采用清水洗井，直至返出洗井液機械雜質(zhì)含量不大于0.2%；

15、對井筒進(jìn)行射孔前試壓，包括：采用清水對井筒試壓，穩(wěn)壓預(yù)設(shè)時長，壓降小于0.5mpa為合格。

16、由上述任一方案優(yōu)選的是，在所述步驟s2中，所述中深層煤層射孔的射孔方式采用帶壓橋射聯(lián)作電纜射孔，其中，射孔密度為12，相位角為60°。

17、由上述任一方案優(yōu)選的是，在所述步驟s3中，

18、壓裂液采用活性水和變粘度滑溜水體系，支撐劑采用70/140目、40/70目和20/40目支撐劑組合方式加砂，后期尾追20/40目縫口砂，以提高近井地帶支撐裂縫導(dǎo)流能力。

19、由上述任一方案優(yōu)選的是，在所述步驟s3中，考慮套管鋼級、壁厚，套管抗內(nèi)壓強度，設(shè)置施工限壓，滿足api標(biāo)準(zhǔn)安全系數(shù)1.125的要求，壓裂結(jié)束后測壓降60分鐘。

20、由上述任一方案優(yōu)選的是，在所述步驟s4中，配備第二次壓裂所需壓裂液，其中，濁度≤30ntu。

21、由上述任一方案優(yōu)選的是，在所述步驟s4中，第一次壓裂采用70/140目支撐劑加砂；

22、在所述步驟s5中，第二次壓裂采用70/140目和40/70目支撐劑組合方式加砂，第三次壓裂采用40/70目和20/40目支撐劑組合方式加砂，其中，70/140目進(jìn)入微小裂縫，40/70目支撐主縫和次縫，20/40目進(jìn)行尾追，以增加縫口導(dǎo)流能力。

23、由上述任一方案優(yōu)選的是，在所述步驟s5中，采用活性水和變粘度滑溜水體系，以增大裂縫體積和提高導(dǎo)流能力。

24、由上述任一方案優(yōu)選的是，在所述步驟s5中，采用多段制注入模式，利用不同黏度壓裂液的特點，進(jìn)行變粘度的多級交替注入，實現(xiàn)主導(dǎo)裂縫充分延伸及大范圍的復(fù)雜裂縫溝通，同時增加加砂量。

25、由上述任一方案優(yōu)選的是，在所述步驟s6中，執(zhí)行排液，包括：根據(jù)施工經(jīng)驗，更換油嘴的時機與井口壓力和返排液情況相關(guān)聯(lián)，出液量不得高于5方/小時。

26、本發(fā)明實施例的中深層煤層大規(guī)模體積迭代壓裂改造方法，具有以下有益效果：

27、（1）本發(fā)明實現(xiàn)對中深層煤層實施大規(guī)模體積迭代壓裂改造技術(shù)，提高煤層氣定向井單層資源動用程度，從而大幅提高單井產(chǎn)量，實現(xiàn)煤層氣直井/定向井取得類似水平井的產(chǎn)氣能力并能夠持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)，實現(xiàn)中深煤層的效益開發(fā)。

28、（2）本發(fā)明參數(shù)選擇直觀可靠，施工簡單、周期短、成本低，可以大大降低開采成本。

29、（3）解決中深層煤儲層壓裂過程中存在注入壓力高、加砂難、穩(wěn)產(chǎn)能力低等問題，最終實現(xiàn)中深層煤儲層有效縫網(wǎng)體積改造及煤層氣井高產(chǎn)。

30、本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種中深層煤層大規(guī)模體積迭代壓裂改造方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的中深層煤層大規(guī)模體積迭代壓裂改造方法，其特征在于，在所述步驟s1中，

3.如權(quán)利要求1所述的中深層煤層大規(guī)模體積迭代壓裂改造方法，其特征在于，在所述步驟s2中，所述中深層煤層射孔的射孔方式采用帶壓橋射聯(lián)作電纜射孔，其中，射孔密度為12，相位角為60°。

4.如權(quán)利要求1所述的中深層煤層大規(guī)模體積迭代壓裂改造方法，其特征在于，在所述步驟s3中，

5.如權(quán)利要求4所述的中深層煤層大規(guī)模體積迭代壓裂改造方法，其特征在于，在所述步驟s3中，考慮套管鋼級、壁厚，套管抗內(nèi)壓強度，設(shè)置施工限壓，滿足api標(biāo)準(zhǔn)安全系數(shù)1.125的要求，壓裂結(jié)束后測壓降60分鐘。

6.如權(quán)利要求1所述的中深層煤層大規(guī)模體積迭代壓裂改造方法，其特征在于，在所述步驟s4中，配備第二次壓裂所需壓裂液，其中，濁度≤30ntu。

7.如權(quán)利要求1所述的中深層煤層大規(guī)模體積迭代壓裂改造方法，其特征在于，在所述步驟s4中，第一次壓裂采用70/140目支撐劑加砂；

8.如權(quán)利要求1所述的中深層煤層大規(guī)模體積迭代壓裂改造方法，其特征在于，在所述步驟s5中，采用活性水和變粘度滑溜水體系，以增大裂縫體積和提高導(dǎo)流能力。

9.如權(quán)利要求1所述的中深層煤層大規(guī)模體積迭代壓裂改造方法，其特征在于，在所述步驟s5中，采用多段制注入模式，利用不同黏度壓裂液的特點，進(jìn)行變粘度的多級交替注入，實現(xiàn)主導(dǎo)裂縫充分延伸及大范圍的復(fù)雜裂縫溝通，同時增加加砂量。

10.如權(quán)利要求1所述的中深層煤層大規(guī)模體積迭代壓裂改造方法，其特征在于，在所述步驟s6中，執(zhí)行排液，包括：根據(jù)施工經(jīng)驗，更換油嘴的時機與井口壓力和返排液情況相關(guān)聯(lián)，出液量不得高于5方/小時。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種中深層煤層大規(guī)模體積迭代壓裂改造方法，涉及煤層氣勘探開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括：對井筒進(jìn)行通井和洗井，并進(jìn)行射孔前試壓；對中深層煤層進(jìn)行射孔；實施第一次煤層壓裂；第一次壓裂結(jié)束后，關(guān)井并配備第二次壓裂所需壓裂液；壓后進(jìn)行悶井，壓裂液中的水通過毛細(xì)管自吸作用進(jìn)入巖石基質(zhì)，頁巖基質(zhì)中礦物顆粒間原有的氫鍵被羥基取代進(jìn)而發(fā)生水化作用，造成粘土顆粒膨脹運移，從而形成新的微裂紋，利于后期生產(chǎn)；進(jìn)行第二次壓裂和第三次壓裂；執(zhí)行放噴和排液；執(zhí)行沖砂和下泵。本發(fā)明可以解決中深層煤儲層壓裂過程中存在注入壓力高、加砂難、穩(wěn)產(chǎn)能力低等問題，最終實現(xiàn)中深層煤儲層有效縫網(wǎng)體積改造及煤層氣井高產(chǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：甘陽,張軍龍,徐強,慕永剛,董國慶,周來鋒
受保護的技術(shù)使用者：山西晉祥煤成氣股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6