CN102287176B - 一种煤层压裂液压裂方法 - Google Patents

一种煤层压裂液压裂方法 Download PDF

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一种煤层压裂液压裂方法，依次包括以下步骤：（1）选择煤层水力压裂使用的高粘压裂液类型；（2）在煤层温度条件下，在室内进行二氧化氯与所选用的压裂液破胶实验，确定二氧化氯的最低浓度；（3）根据压裂液数量和二氧化氯的浓度，确定二氧化氯的总量；（4）按照前置液-携砂液-顶替液程序进行水力压裂，其中前置液加入的二氧化氯占70%，顶替液加入的二氧化氯占30%，两者与携砂液之间泵注不少于10m3的活性水或清水作为隔离液；（5）水力压裂结束等待2~4小时开始返排压裂液；（6）效果检验，主要指标包括压裂液返排量、粘度及压裂液对煤层的伤害程度。本发明可使高粘压裂液在煤层温度下快速破胶返排，降低对煤储层的伤害。

Description

一种煤层压裂液压裂方法
技术领域
本发明涉及一种煤层压裂液压裂方法。
背景技术
煤层水力压裂增透是开发煤层气和提高瓦斯抽采的主要途径，压裂液类型及其全程变化是水力压裂成功作业的关键因素，与传统油气储层相比煤储层温度普遍较低，这对高粘压裂液的破胶极为不利，而破胶不彻底将对煤储层造成严重伤害，甚至完全抵消水力压裂的增透效果。
冻胶、线性胶、清洁及其它各类高粘压裂液具有高携砂能力，在油气储层水力压裂中应用普遍，原因是储层温度高，有的可以达到150℃以上，压裂液把支撑剂带入裂缝后可以实现及时破胶和返排，对储层伤害较小。但煤层温度仅有20℃左右，即使伴注了低温破胶剂也难以实现完全破胶，返排十分困难，储层污染特别严重，这也是国内低携砂能力的活性水压裂液“独霸”煤层气行业的最主要原因。
目前国内瓦斯地面抽采普遍采用的活性水压裂，由于其携砂能力低、铺砂浓度低，支撑半径小。煤矿井下揭露表明，80%的支撑剂堆积在25 m以内的近井地带，支撑剂最大支撑半径在50 m左右。造成排采阶段因流体压力降低、有效压力增加导致裂缝闭合，煤储层渗透性发生了严重的应力敏感，从而使得抽采井产量急剧降低
特别是深部高地应力煤储层更需要高铺砂浓度和大支撑半径，最大限度的降低支撑剂镶嵌造成的裂缝闭合。解决这一问题的根本途径有两个：采用低密度支撑剂和携砂能力强的压裂液。前者由于技术和经济问题难以实现；后者多采用胍胶等高粘压裂液，但低温破胶一直是一个难以解决的壁障。
发明内容
本发明提供一种煤层压裂液压裂方法，可使高粘压裂液在煤层温度下快速破胶返排，降低对煤储层的伤害。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种煤层压裂液压裂方法，依次包括以下步骤：（1）选择煤层水力压裂使用的高粘压裂液类型；（2）在煤层温度条件下，在室内进行二氧化氯与所选用的压裂液破胶实验，确定二氧化氯的最低浓度；（3）根据压裂液数量和二氧化氯的浓度，确定二氧化氯的总量；（4）按照前置液-携砂液-顶替液程序进行水力压裂，其中前置液加入的二氧化氯占70%，顶替液加入的二氧化氯占30%，两者与携砂液之间泵注不少于10 m3的活性水或清水作为隔离液；（5）水力压裂结束等待2~4小时开始返排压裂液；（6）效果检验，指标包括压裂液返排量、粘度及压裂液对煤层的伤害程度。
所述的步骤（1）中的煤层水力压裂包括地面煤层气井水力压裂和井下钻孔水力压裂，且含顶、底板水力压裂间接沟通煤层的情形。
所述的步骤（2）中的高粘压裂液指压裂液粘度高、携砂能力强，施工结束后需要破胶返排；高粘压裂液为冻胶、线性胶、清洁压裂液或聚丙烯酰胺。
所述的压裂液中伴注助排剂，助排剂为液氮、氮气泡沫、二氧化碳或二氧化碳泡沫。
所述的步骤（5）中的返排压裂液的时间为水力压裂结束后3小时。
所述的二氧化氯在井口直接加入或在药剂泵注之后产生化学反应生成。
本发明利用二氧化氯的强氧化性，可使高粘压裂液在煤层温度下快速破胶返排，降低对煤储层的伤害，彻底改变目前低携砂能力的活性水或清水压裂液“独霸”煤层气行业的不利局面，对地面煤层气开发和井下瓦斯治理均有重要意义。
采用高粘压裂液可以提高砂比，减小滤失，降低泵排量和压裂液总量，节约水力压裂成本，降低水力压裂施工过程产生砂堵的风险。
试验证明强氧化剂二氧化氯不但可以作为煤层温度下的快速破胶剂，还兼具化学溶蚀增透和降低煤的亲甲烷能力，可以改善煤储层“三低”（低渗透率、低含气饱和度、低临储比）条件，这对地面煤层气开发和井下瓦斯治理也十分有利。
具体实施方式
实施例：一种煤层压裂液压裂方法依次包括以下步骤：（1）选择煤层水力压裂使用的高粘压裂液类型；（2）在煤层温度条件下，在室内进行二氧化氯与所选用的压裂液破胶实验，确定二氧化氯的最低浓度；（3）根据压裂液数量和二氧化氯的浓度，确定二氧化氯的总量；（4）按照前置液-携砂液-顶替液程序进行水力压裂，其中前置液加入的二氧化氯占70%，顶替液加入的二氧化氯占30%，两者与携砂液之间泵注不少于10 m3的活性水或清水作为隔离液；（5）水力压裂结束后2~4小时可以开始返排压裂液，本实施例中时间选择为3小时；（6）效果检验，主要指标包括压裂液返排量、粘度及压裂液对煤层的伤害程度。
步骤（1）地面煤层气井水力压裂和井下钻孔水力压裂（含顶底板压裂间接沟通煤层）均属于煤层水力压裂的范围。
高粘压裂液就是压裂液粘度高，携砂能力强、施工结束后需要破胶返排。目前油气田使用的冻胶、线性胶、清洁压裂液、聚丙烯酰胺或其化学改性的类似高粘压裂液等均包含在内，同时压裂液中可伴注液氮、氮气泡沫、二氧化碳或二氧化碳泡沫等作为助排剂。
步骤（2）和（3）在煤层温度下，根据室内实验确定二氧化氯的破胶浓度，依据压裂液数量确定二氧化氯的总量。其中的二氧化氯是指：各种工艺制备的以二氧化氯为主要成份均属于此范围，二氧化氯可以在井口直接加入，也可在药剂泵注之后产生化学反应生成。

Claims (6)

1.一种煤层压裂液压裂方法，其特征在于：依次包括以下步骤：（1）选择煤层水力压裂使用的高粘压裂液类型；（2）在煤层温度条件下，在室内进行二氧化氯与所选用的压裂液破胶实验，确定二氧化氯的最低浓度；（3）根据压裂液数量和二氧化氯的浓度，确定二氧化氯的总量；（4）按照前置液-携砂液-顶替液程序进行水力压裂，其中前置液加入的二氧化氯占70%，顶替液加入的二氧化氯占30%，两者与携砂液之间泵注不少于10 m3的活性水或清水作为隔离液；（5）水力压裂结束等待2~4小时开始返排压裂液；（6）效果检验，指标包括压裂液返排量、粘度及压裂液对煤层的伤害程度。
2.根据权利要求1所述的煤层压裂液压裂方法，其特征在于：所述的步骤（1）中的煤层水力压裂包括地面煤层气井水力压裂和井下钻孔水力压裂，且含顶、底板水力压裂间接沟通煤层的情形。
3.根据权利要求1或2所述的煤层压裂液压裂方法，其特征在于：所述的步骤（2）中的高粘压裂液指压裂液粘度高、携砂能力强，施工结束后需要破胶返排；高粘压裂液为冻胶、线性胶、清洁压裂液或聚丙烯酰胺。
4.根据权利要求3所述的煤层压裂液压裂方法，其特征在于：所述的压裂液中伴注助排剂，助排剂为液氮、氮气泡沫、二氧化碳或二氧化碳泡沫。
5.根据权利要求4所述的煤层压裂液压裂方法，其特征在于：所述的步骤（5）中的返排压裂液的时间为水力压裂结束后3小时。
6.根据权利要求4所述的煤层压裂液压裂方法，其特征在于：所述的二氧化氯在井口直接加入或在药剂泵注之后产生化学反应生成。
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