[摘要]本文提出了适宜煤层压裂改造的配套工艺技术,包括完井。压裂设计。压裂液研制。支撑剂优选。压裂施工。裂缝监测。压裂效果评价等技术。该技术完整。成熟。先进,居国内领先水平,现场应用15口井33层煤,效果良好,可推广应用。

1引言

煤层压裂改造可有效地将井孔与煤层天然裂论文网隙连通起来,从而在排水采气时,更广泛地分配井孔附近的压降,增加产能,增大气体解吸速率。因此,在煤层气勘探开发中,压裂改造作为一种重要的强化措施,已得到普遍应用。然而,由于煤层气勘探开发起步晚。技术落后,尤其压裂改造工艺技术还没有作系统研究,为此,我处经过四年科技攻关,研究成功了煤层压裂改造配套工艺技术,现场应用15口井33层煤,效果良好。

2煤层压裂改造配套工艺技术

2。1完井技术

(1)采用全井下Φ139。7mm(Φ177。8mm)套管,低密度水泥浆固井工艺技术。

(2)采用高密度深穿透射孔工艺技术。用Φ102枪102弹(127弹),孔密16～32孔/m,螺旋布孔,相位角90°,射开煤层或煤层和围岩,从而使射孔孔径超过Φ12mm,有效穿透距离超过500m。

这种完井技术稳固了井身,减少了煤层污染,有利于煤层分层压裂改造,能满足排水采气需要,经济可行。

2。2压裂设计技术

研制成功了煤层气井三维压裂优化设计软件。该软件填补了国内空白,是国内第一套煤层气井压裂软件,达到国际先进水平。该软件在Windows环境下开发,采用VisualforWindows编程,模块化设计,算法先进可靠。它主要包含以下7个模型:

(1)产量动态预测模型

(2)经济评价模型

(3)裂缝三维延伸模型

(4)控制缝高模型

(5)支撑剂运移分布模型

(6)温度场模型

(7)优化设计模型

运用该软件,可设计出最优压裂方案,达到最佳压裂效果。

2。３压裂液研制

压裂液性能的好坏直接关系到压裂施工的成败及压后增产效果,根据煤层特性,研制出了适合煤层的压裂液系列。

(1)清水:其矿化度与煤层水接近,不伤害煤层;

(2)活性水:对煤层伤害轻微;

(3)低温冻胶压裂液:主要由瓜尔胶。KCL。杀菌剂。表面活性剂。助排剂。交联剂。破胶剂等组成。其技术指标居国内领先水平,破胶后水化液粘度(20℃,24ｈ)为1。00MPa·s,表面张力＜30mN/m,界面张力＜2mN/m,煤层伤害率＜16百分号。

2。4支撑剂优选

煤层一般埋藏较浅,闭合压力低,选用天然石英砂(30MPa下破碎率＜12百分号)既可满足支撑裂缝要求,又经济便宜。常用石英砂规格有40～70目粉砂。20～40目中砂和12～20目粗砂。压裂加砂组合方式有4种:①粉砂+中砂+粗砂;②粉砂+粗砂;③中砂+粗砂;④粗砂。粉砂加在前置液中,以减少压裂液滤失,利于造缝;中砂和粗砂支撑裂缝,改善煤层渗透性;尾注粗砂可提高裂缝入口导流能力;单纯加入粗砂施工难度大,但压裂效果较好,并可避免排采时粉砂返吐堵塞裂缝。石英砂规格及加砂量可由软件模拟确定。

2。５压裂施工工艺技术

(1)采用光套管注入压裂,降低管壁摩阻,从而降低施工泵压;

(2)适当增大前置液注入量,以充分造缝,避免砂堵;

(3)增大泵的注排量,提高压裂液效率,对薄煤层适当减小泵的注排量,以防止

裂缝高度延伸过高而缩短缝长;

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