CN102562022A - 一种适合深层煤层气压裂的工艺技术 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种适合深层煤层气压裂的工艺技术，其特征是：该工艺技术由大排量压裂技术、低砂比压裂技术、脉冲加砂技术和复合支撑技术组成。本发明解决了由于煤层埋藏深和施工压力高等问题导致煤层气难以压裂的问题。

Description

一种适合深层煤层气压裂的工艺技术
技术领域
本发明涉及一种深层煤层气的压裂工艺技术。
背景技术
煤层气是一种在含煤岩层中，以腐植性有机物质为主的成煤物质在成煤过程中自生、自储式非常规的天然气，俗称瓦斯，主要成分为CH4，占90%以上。煤层气在煤层中生成，并以吸附、游离状态储存在煤层及邻近岩层之中。鄂尔多斯盆地发育石炭—二叠纪和侏罗纪两套含煤岩系，煤层发育，厚度大。盆地内埋深1000～2000m煤层气资源量大。盆地深层巨大的煤层气资源预示着广阔的勘探开发前景。开采煤层气必须在煤层与井筒之间建立有效的连通孔道，而产生这种连通孔道的最有效方式是对煤层进行水力压裂。煤层气井压裂与油气井压裂相比在技术上有很大的差异：煤层割理系统发育，滤失严重，难以形成长缝；煤层容易吸附和伤害，储层保护难度大。可见，煤层气压裂施工难度较大。通常超过1500m的煤层称为深层。而鄂尔多斯盆地深层煤层气井的煤层深达2000米，压裂施工的技术难度远大于常规煤层气井，没有成熟的经验可以借鉴。本发明是针对深层煤层气压裂存在的难题，通过多年的技术攻关和现场实验，形成的适合深层煤层气压裂的工艺技术体系。
发明内容
本发明的目的是提供一种适合深层煤层气压裂的工艺，它解决了由于煤层埋藏深和施工压力高等问题导致煤层气难以压裂的问题。该工艺适应于鄂尔多斯盆地深层煤层气的压裂。
本发明的技术方案是：设计一种适合深层煤层气压裂的工艺技术，其特征是：该工艺技术由大排量压裂技术、低砂比压裂技术、脉冲加砂技术和复合支撑技术组成。 
所述的大排量压裂技术是煤层气在压裂过程中，以大排量注入压裂液的方式将压裂液注入煤层；所述的大排量是指5～10m3/min的排量。
所述的低砂比压裂技术是砂比为5%～10%。
所述的脉冲加砂技术在压裂施工过程中，将前置液和携砂液按3次以上交替注入的方式来泵入支撑剂。
所述的复合支撑技术是支撑剂为石英砂支撑剂，在加砂前期先加入粒径为0.15～0.30mm支撑剂对天然割理进行处理，以降低滤失；在加砂中期加入粒径为0.425～0.85mm支撑剂以达到裂缝延伸的目的；在加砂后期加入粒径0.90～1.20mm支撑剂，充填井筒边缘地带，人工的形成高渗带，以保证煤层气流的顺利畅通。
本发明的有益效果是：本发明解决了深层煤层气难以开采的问题，该技术的应用，使深层煤层气的开采成为了可能，是煤层气工艺技术领域的重要突破。
附图说明
下面结合实施例和实施例附图对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
图1是实施例1 Y-1井煤层气压裂施工的曲线图；
图2是实施例2 Y-2井煤层气压裂施工的曲线图。
具体实施方式
在实施例中没有详细叙述的部分是采用现有技术和行业标准或公知手段。
一种适合深层煤层气压裂的工艺技术，其特征是：该工艺技术由大排量压裂技术、低砂比压裂技术、脉冲加砂技术和复合支撑技术组成。
（1）大排量压裂技术
在石油天然气行业中，排量是指单位时间内进入储层的液体体积，单位为m3/min。压裂施工中的排量一般小于5m3/min，本发明中的大排量是指5～10m3/min的排量。
由于煤层存在大量的天然割理系统和压裂采用的为活性水压裂液，导致煤层气在压裂过程中液体滤失量大、液体效率低，为了提高液体效率，并结合活性水压裂液的特点，选大排量注入压裂液的方式，以便有效控制液体滤失，以保证裂缝有效延伸，提高煤层改造的有效半径。
（2）低砂比压裂技术
煤层的特性、压裂液、排量和支撑剂的密度共同决定了煤层气压裂的砂比。煤层性脆、易滤失和易破碎的特性导致煤层在压裂过程中容易砂堵，压裂液粘度低也容易导致砂堵，采用砂比为5%～10%的压裂技术可有效防止煤层砂堵，有利于增加裂缝缝长。
（3） 脉冲加砂技术
煤层气获得增产的主要途径是尽可能的沟通天然割理系统和增加缝长。脉冲加砂工艺是在压裂施工过程中，采取前置液和携砂液按3次以上交替注入的方式来泵入支撑剂。该技术不但有利于尽可能多的沟通天然割理系统和增加缝长，而且还可以有效防止砂堵，降低施工风险，提高压裂成功率。
（4）复合支撑技术
根据鄂尔多斯盆地煤层气的埋深，经技术经济综合评价，支撑剂选石英砂。针对煤层气储层易滤失的特点，在加砂前期先加入细粒径支撑剂（0.15～0.30mm）对天然割理进行处理，以降低滤失；在加砂中期加入中粒径支撑剂（0.425～0.85mm）以达到裂缝延伸的目的；在加砂后期加入粗粒径支撑剂（0.90～1.20mm），充填井筒边缘地带，人工的形成高渗带，以保证煤层气流的顺利畅通。
深层煤层气压裂技术在鄂尔多斯盆地进行了2口井的现场试验，
实施例1
Y-1井煤层气压裂施工，该井煤层深度1890m，施工参数见图1的施工曲线。煤层气在压裂过程中，以大排量注入压裂液的方式将压裂液注入煤层；所述的大排量是指5～10m3/min的排量。口井携砂液的施工排量5～8m3，砂比为5%～10%。在压裂施工过程中，将前置液和携砂液按3次交替注入的方式来泵入支撑剂。支撑剂为石英砂支撑剂，在加砂前期先加入粒径为0.15～0.30mm支撑剂对天然割理进行处理，以降低滤失；在加砂中期加入粒径为0.425～0.85mm支撑剂以达到裂缝延伸的目的；在加砂后期加入粒径0.90～1.20mm支撑剂，充填井筒边缘地带，人工的形成高渗带，以保证煤层气流的顺利畅通。
最高压力达到了65MPa，成功的完成了国内最深煤层气井的加砂压裂。
实施例2
Y-2井煤层气压裂施工，该井煤层深度1960m，施工参数见图2的施工曲线。煤层气在压裂过程中，以大排量注入压裂液的方式将压裂液注入煤层；所述的大排量是指5～10m3/min的排量。口井携砂液的施工排量5～8m3，砂比为5%～10%。在压裂施工过程中，将前置液和携砂液按5次交替注入的方式来泵入支撑剂。支撑剂为石英砂支撑剂，在加砂前期先加入粒径为0.15～0.30mm支撑剂对天然割理进行处理，以降低滤失；在加砂中期加入粒径为0.425～0.85mm支撑剂以达到裂缝延伸的目的；在加砂后期加入粒径0.90～1.20mm支撑剂，充填井筒边缘地带，人工的形成高渗带，以保证煤层气流的顺利畅通。
最高压力达到了65MPa，成功的完成了国内最深煤层气井的加砂压裂。

Claims (5)

1.一种适合深层煤层气压裂的工艺技术，其特征是：该工艺技术由大排量压裂技术、低砂比压裂技术、脉冲加砂技术和复合支撑技术组成。
2.根据权利要求1所述的一种适合深层煤层气压裂的工艺技术，其特征是：所述的大排量压裂技术是煤层气在压裂过程中，以大排量注入压裂液的方式将压裂液注入煤层；所述的大排量是指5～10m3/min的排量。
3.根据权利要求1所述的一种适合深层煤层气压裂的工艺技术，其特征是：所述的低砂比压裂技术是砂比为5%～10%。
4.根据权利要求1所述的一种适合深层煤层气压裂的工艺技术，其特征是：所述的脉冲加砂技术在压裂施工过程中，将前置液和携砂液按3次以上交替注入的方式来泵入支撑剂。
5.根据权利要求1所述的一种适合深层煤层气压裂的工艺技术，其特征是：所述的复合支撑技术是支撑剂为石英砂支撑剂，在加砂前期先加入粒径为0.15～0.30mm支撑剂对天然割理进行处理，以降低滤失；在加砂中期加入粒径为0.425～0.85mm支撑剂以达到裂缝延伸的目的；在加砂后期加入粒径0.90～1.20mm支撑剂，充填井筒边缘地带，人工的形成高渗带，以保证煤层气流的顺利畅通。
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