CN105317417B - 一种中高阶煤层气储层的压裂方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中高阶煤层气储层的压裂方法，属于煤层气开采领域。该方法包括：在煤层顶板内射孔后泵注改性胍胶体系的前置液，形成第一裂缝；向第一裂缝内泵注改性胍胶体系的第一携砂液，使砂类填充到其中；向第一裂缝内泵注胍胶体系的第二携砂液，使其压窜煤层，在煤层内形成含砂类的第二裂缝；继续泵注活性水体系的第三携砂液，在煤层内形成含砂类的多条纵向及横向裂缝；将井筒内残留的砂类顶替到地层内，停泵，关井，待裂缝闭合及胍胶破胶后，返排液体；井口压力为零后洗井并对煤层全井段射孔。通过在煤层顶板射孔及改性胍胶的强携砂能力，形成长缝并控制其走向，提高造缝效果，避免煤层裂隙发育，在井筒附近形成远距离的高导流能力区域。

Description

一种中高阶煤层气储层的压裂方法

技术领域

本发明涉及煤层气开采领域，特别涉及一种中高阶煤层气储层的压裂方法。

背景技术

目前我国煤层气开发主要集中在沁水盆地和鄂尔多斯盆地，该类区域以中高阶煤层气的开发生产为主，该类煤层气的储层普遍具有孔隙度低、渗透率低、饱和度低等特点。而煤层气的储层的上述特点导致其自然产能低，通常需要进行压裂改造才能实现经济开采。目前常用的压裂改造为活性水压裂工艺，它通过在储层中形成具有一定几何尺寸的高导流能力的填砂裂缝，来扩大气水流动通道，从而提高储层的渗透性及孔隙度，以达到增产的目的。

举例来说，CN102094612A公开了一种煤层气井活性水压裂工艺，包括以下步骤：1)循环；2)试压；3)试挤；4)压裂；5)支撑；6)放压。其中，该工艺所用的压裂液由清水、表面活性剂、杀菌剂配制而成。由于该工艺仅仅利用活性水压裂，其造缝性能差，难以形成有效的支撑长缝，无法有效提高低渗透煤层气井的单井产量。为了解决活性水造缝性能差的问题，CN102852509A提供了一种高阶煤煤层气储层压裂的方法，包括以下步骤：1)多口井煤层中部深射孔；2)活性水压裂；3)变排量压裂；4)全程加砂；5)测压降；6)放压；(7)下入生产管柱。通过在煤层内预先射孔，利于造缝，然后在活性水中加入砂类支撑剂，以提高活性水的造缝能力。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

一方面，现有技术在煤层中部深射孔，使得煤层本身裂隙发育，造成压裂液滤失大；另一方面，现有技术使用的活性水携砂能力差，使得其造缝能力差。而以上两点均使造缝距离短，不利于增产。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种能形成远距离支撑缝网，实现高导流能力的，利于增产的中高阶煤层气储层的压裂方法。具体技术方案如下：

本发明实施例提供了一种中高阶煤层气储层的压裂方法，包括：

步骤a、在距离煤层2-5米的煤层顶板内进行全方位射孔；

步骤b、控制前置液的排量为1.5-2.5m³/min，向完成射孔的煤层顶板内泵注所述前置液，对所述完成射孔的煤层顶板进行压裂施工，使所述完成射孔的煤层顶板内形成第一裂缝，所述前置液为第一改性胍胶压裂液，所述第一改性胍胶压裂液在170s^-1下的粘度为80-100mPa·s；

步骤c、控制第一携砂液的排量为2.5-4m³/min，向所述第一裂缝内泵注所述第一携砂液，使所述第一携砂液中的砂类支撑剂进入所述第一裂缝内，所述第一携砂液包括第二改性胍胶压裂液和砂类支撑剂，所述第二改性胍胶压裂液在170s^-1下的粘度为20-50mPa·s；

步骤d、控制第二携砂液的排量为4-6m³/min，继续向所述第一裂缝内泵注所述第二携砂液，使所述第二携砂液压窜所述煤层，在所述煤层内形成与所述第一裂缝连通的第二裂缝，并使所述砂类支撑剂进入所述第二裂缝内，所述第二携砂液包括所述第二改性胍胶压裂液和所述砂类支撑剂；

步骤e、控制第三携砂液的排量为6-8m³/min，向所述第一裂缝和所述第二裂缝内泵注所述第三携砂液，使所述第二裂缝在所述煤层内进行纵向和横向延伸，在所述煤层内形成多条纵向裂缝和多条横向裂缝，并使所述多条纵向裂缝和所述多条横向裂缝内充满所述砂类支撑剂，所述第三携砂液包括活性水压裂液和所述砂类支撑剂，所述第三携砂液中所述砂类支撑剂的含量大于所述第一携砂液和所述第二携砂液中所述砂类支撑剂的含量；

步骤f、将井筒内残留的所述砂类支撑剂顶替到地层内，停泵，关井，待所述多条纵向裂缝和所述多条横向裂缝闭合，以及所述第一改性胍胶压裂液和所述第二改性胍胶压裂液破胶后，开井，进行液体返排；

步骤g、待井口压力为零后，下油管探砂面，并使用所述活性水压裂液进行洗井，至所述井口的进出水一致，然后对煤层全井段进行射孔。

具体地，作为优选，所述步骤a中，所述煤层顶板的质地为砂岩。

具体地，作为优选，所述全方位射孔的孔密为16孔/米，相位角为60°。

具体地，作为优选，所述步骤b中，所述前置液的用量为150-250m³。

具体地，作为优选，所述步骤c中，所述第一携砂液中，所述第二改性胍胶压裂液的用量为100-150m³，所述砂类支撑剂的用量为20-30m³。

具体地，作为优选，所述砂类支撑剂为20-40目的天然石英砂。

具体地，作为优选，所述步骤d中，所述第二携砂液中，所述第二改性胍胶压裂液的用量为50-100m³，所述砂类支撑剂的用量为10-20m³。

具体地，作为优选，所述步骤e中，所述第三携砂液中，所述活性水压裂液的用量为30-50m³，所述砂类支撑剂的用量为10-20m³。

具体地，作为优选，所述活性水压裂液为质量浓度为2％的KCl的水溶液。

具体地，作为优选，所述步骤f中，通过使用质量浓度为2％的KCl的水溶液将井筒内残留的所述砂类支撑剂顶替到地层内。

具体地，所述液体返排为：当井口压力为15-20MPa时，采用直径为3mm的油嘴进行返排；当井口压力为10-15MPa时，采用直径为5mm的油嘴进行返排；当井口压力为5-10MPa时，采用直径为8mm的油嘴进行返排；当井口压力为小于5MPa时，采用油管进行返排。

具体地，所述第一改性胍胶压裂液和所述第二改性胍胶压裂液在地层温度下的破胶时间为1-2小时。

具体地，所述第一改性胍胶压裂液和所述第二改性胍胶压裂液对煤芯的伤害率小于25％。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的中高阶煤层气储层的压裂方法，通过在距离煤层2-5米的煤层顶板内进行全方位射孔；然后，向完成射孔的煤层顶板内泵注改性胍胶体系的前置液，对其进行压裂施工，利于在煤层顶板内形成较长的第一裂缝；然后，向该第一裂缝内泵注包括第二改性胍胶压裂液和砂类支撑剂的第一携砂液，通过第二改性胍胶压裂液较强的携砂能力，使砂类支撑剂填充到第一裂缝内；然后，继续向第一裂缝内泵注包括第二改性胍胶压裂液和砂类支撑剂的第二携砂液，使该第二携砂液压窜煤层，通过第二改性胍胶压裂液较强的携砂能力，在煤层内形成与第一裂缝连通的较长的第二裂缝，并使砂类支撑剂填充到第二裂缝内；然后，向已经足够长的第一裂缝和第二裂缝内泵注包括活性水压裂液和砂类支撑剂的第三携砂液，使第二裂缝在煤层内进行纵向和横向延伸，在煤层内形成充满砂类支撑剂的多条纵向裂缝和多条横向裂缝；然后，为了避免堵井，将井筒内残留的砂类支撑剂顶替到地层内，停泵，关井，待多条纵向裂缝和多条横向裂缝闭合，以及第一改性胍胶压裂液和第二改性胍胶压裂液破胶后，开井，进行液体返排；最后洗井后在煤层全井段射孔即可。可见，本发明实施例提供的方法，第一方面，在煤层顶板内进行全方位射孔，不仅能提高造缝效果，利于形成长缝，且能避免煤层本身裂隙发育；第二方面，通过逐步提高排量，利用改性胍胶压裂液较强的携砂能力，控制长缝走向，进一步提高造缝效果，利于在煤层内形成长缝；第三方面，通过使用大排量的高砂比的含有活性水的携砂液，不仅在煤层内形成充满砂类支撑剂的多条纵向裂缝和多条横向裂缝，保证了在井筒附近形成远距离的高导流能力的区域；第四方面，通过液体返排，减少煤层内裂缝所带来的伤害。以上四点对于扩大井筒附近的解吸范围，提高煤层气产气量具有重要的意义。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种中高阶煤层气储层的压裂方法，该方法包括：

步骤101、在距离煤层2-5米的煤层顶板内进行全方位射孔。

步骤102、控制前置液的排量为1.5-2.5m³/min，向完成射孔的煤层顶板内泵注所述前置液，对完成射孔的煤层顶板进行压裂施工，使该完成射孔的煤层顶板内形成第一裂缝，前置液为170s^-1下粘度为80-100mPa·s的第一改性胍胶压裂液。

步骤103、控制第一携砂液的排量为2.5-4m³/min，向第一裂缝内泵注该第一携砂液，使第一携砂液中的砂类支撑剂进入第一裂缝内，第一携砂液包括170s^-1下粘度为20-50mPa·s的第二改性胍胶压裂液和砂类支撑剂。

步骤104、控制第二携砂液的排量为4-6m³/min，继续向第一裂缝内泵注第二携砂液，使第二携砂液压窜煤层，在煤层内形成与第一裂缝连通的第二裂缝，并使砂类支撑剂进入第二裂缝内，第二携砂液包括上述的第二改性胍胶压裂液和砂类支撑剂。

步骤105、控制第三携砂液的排量为6-8m³/min，向第一裂缝和第二裂缝内泵注第三携砂液，使第二裂缝在煤层内进行纵向和横向延伸，在煤层内形成充满砂类支撑剂的多条纵向裂缝和多条横向裂缝，第三携砂液包括活性水压裂液和砂类支撑剂，第三携砂液中砂类支撑剂的含量大于第一携砂液和第二携砂液中砂类支撑剂的含量。

步骤106、将井筒内残留的所述砂类支撑剂顶替到地层内，停泵，关井，待上述多条纵向裂缝和多条横向裂缝闭合，以及第一改性胍胶压裂液和第二改性胍胶压裂液破胶后，开井，进行液体返排；

步骤107、待井口压力为零后，下油管探砂面，并使用活性水压裂液进行洗井，至井口的进出水一致，然后对煤层全井段进行射孔。

本发明实施例提供的中高阶煤层气储层的压裂方法，第一方面，在煤层顶板内进行全方位射孔，不仅能提高造缝效果，利于形成长缝，且能避免煤层本身裂隙发育；第二方面，通过逐步提高排量，利用改性胍胶压裂液较强的携砂能力，控制长缝走向，进一步提高造缝效果，利于在煤层内形成长缝；第三方面，通过使用大排量的高砂比的含有活性水的携砂液，不仅在煤层内形成充满砂类支撑剂的多条纵向裂缝和多条横向裂缝，保证了在井筒附近形成远距离的高导流能力的区域；第四方面，通过液体返排，减少煤层内裂缝所带来的伤害。以上四点对于扩大井筒附近的解吸范围，提高煤层气产气量具有重要的意义。

进一步地，本发明实施例提供了一种优选的中高阶煤层气储层的压裂方法，该方法包括：

步骤201、控制孔密为16孔/米，相位角为60°，在距离煤层2-5米的煤层顶板内进行全方位射孔。

本发明实施例通过在煤层顶板内进行全方位射孔，不仅能有效控制煤层内裂缝的走向，提高造缝效果，利于形成长缝，且能避免煤层本身裂隙发育，减小压裂液滤失。

由于煤层顶板的质地有砂岩、泥质砂岩、砂质泥岩、泥岩等，由于砂岩质地的煤层顶板更利于形成人为控制的长缝，本发明实施例优选在砂岩质地的煤层顶板上进行全方位射孔。可以理解的是，该全方位射孔工艺是本领域的现有技术。

步骤202、控制前置液的排量为1.5-2.5m³/min，向完成射孔的煤层顶板内泵注150-250m³的所述前置液，对该完成射孔的煤层顶板进行压裂施工，使该完成射孔的煤层顶板内形成第一裂缝，前置液为在170s^-1下粘度为80-100mPa·s的第一改性胍胶压裂液。

步骤202中，由于所使用的前置液为在170s^-1下的粘度为80-100mPa·s的改性胍胶压裂液，利于在煤层顶板内形成较长的第一裂缝。通过将前置液的排量控制为1.5-2.5m³/min，能够有效控制该第一裂缝延伸至近煤层区域。

可以理解的是，本发明实施例中所有的“改性胍胶压裂液”均为本领域的现有技术，本发明在此不对其作具体限定。举例来说，该改性胍胶压裂液可以为羟丙基胍胶压裂液。根据实际地压裂需求，该改性胍胶压裂液还可以含有其他添加剂，例如杀菌剂、助排剂、破胶剂、稳定剂、降滤失剂等。

步骤203、控制第一携砂液的排量为2.5-4m³/min，向所述第一裂缝内泵注第一携砂液，使该第一携砂液中的砂类支撑剂进入第一裂缝内，该第一携砂液包括100-150m³的170s^-1下粘度为20-50mPa·s的第二改性胍胶压裂液和20-30m³的砂类支撑剂。

由于第一携砂液中的第二改性胍胶的粘度使其具有很强的携砂能力，通过将该第一携砂液泵注入第一裂缝内，能够有效将砂类支撑剂带入第一裂缝内，用于支撑裂缝。而且，通过控制第一携砂液的排量和用量，来有效控制该第一裂缝的走向及深度。

具体地，上述砂类支撑剂为20-40目的天然石英砂。

步骤204、控制第二携砂液的排量为4-6m³/min，继续向第一裂缝内泵注第二携砂液，使第二携砂液压窜煤层，在煤层内形成与第一裂缝连通的第二裂缝，并使砂类支撑剂进入第二裂缝内，第二携砂液包括50-100m³的170s^-1下粘度为20-50mPa·s的第二改性胍胶压裂液和10-20m³的砂类支撑剂。

步骤203和步骤204所用的第一携砂液和第二携砂液的平均砂比基本一致。步骤204中，通过逐渐提高排量，使用上述限定的第二携砂液来压窜煤层，利于在煤层内形成单一走向的第二裂缝，进一步避免了煤层本身的裂隙发育。而控制上述第二携砂液的用量来控制所形成的第二裂缝为单一走向及其理想的深度。

步骤205、控制第三携砂液的排量为6-8m³/min，向第一裂缝和第二裂缝内泵注第三携砂液，使第二裂缝在煤层内进行纵向和横向延伸，在煤层内形成多条纵向裂缝和多条横向裂缝，并使多条纵向裂缝和所述多条横向裂缝内充满砂类支撑剂，第三携砂液包括30-50m³的活性水压裂液和10-20m³的砂类支撑剂，其中，第三携砂液中砂类支撑剂的含量大于第一携砂液和第二携砂液中砂类支撑剂的含量。

步骤205中，通过再次提高排量，继续向第一裂缝和第二裂缝内泵注更高砂比的第三携砂液，以使第二裂缝在煤层内进行纵向和横向延伸，在煤层内近井筒附近的区域内形成较宽的充满砂类支撑剂的多条纵向裂缝和多条横向裂缝。通过限定第三携砂液的上述用量，来控制所形成的多条裂缝的深度。

其中，第三携砂液所用的压裂液为活性水压裂液，其目的是利用活性水的相对较弱的携砂能力将高浓度的粗砂在近井筒进行堆积，以保证井筒附近形成高导流能力区域。作为优选，该活性水压裂液为质量浓度为2％的KCl的水溶液。

步骤206、通过使用质量浓度为2％的KCl的水溶液将井筒内残留的所述砂类支撑剂顶替到地层内，停泵，关井，待上述多条纵向裂缝和所述多条横向裂缝闭合，以及第一改性胍胶压裂液和第二改性胍胶压裂液破胶后，开井，进行液体返排。

步骤206在煤层内的裂缝闭合及改性胍胶压裂液破胶后，进行液体返排，其作用是利用压裂形成的地层能量将压裂破胶液、压裂中形成的煤粉排放出来，最大程度减少对压裂缝、煤层孔隙的伤害。为了防止在返排过程中将砂类支撑剂从裂缝内带出，具体地，上述液体返排的操作如下：当井口压力为15-20MPa时，采用直径为3mm的油嘴进行返排；当井口压力为10-15MPa时，采用直径为5mm的油嘴进行返排；当井口压力为5-10MPa时，采用直径为8mm的油嘴进行返排；当井口压力为小于5MPa时，采用油管进行返排。

其中，为了提高工作效率，本发明实施例中所选用的第一改性胍胶压裂液和第二改性胍胶压裂液在地层温度下的破胶时间为1-2小时。

为了减少压裂液对地层的伤害，本发明实施例所选用的第一改性胍胶压裂液和第二改性胍胶压裂液对煤芯的伤害率小于25％。其中，根据中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5107-2005水基压裂液性能评价方法来测定上述改性胍胶压裂液对煤芯的伤害率的大小。

步骤207、待井口压力为零后，下油管探砂面，并使用质量浓度为2％的KCl的水溶液进行洗井，至井口的进出水一致，然后对煤层全井段进行射孔。

步骤207中上述限定的洗井步骤，其作用是清理干净井筒内的沉砂和煤粉等杂质，保证下一步工序的管柱入井畅通无阻。

待上述各操作完毕后，即可控制孔密为16孔/米，相位角为60°，在煤层全井段进行射孔，然后下泵装抽排采煤层气。可见，本发明实施例提供的方法，通过在煤层顶板射孔压裂形成长缝，再将煤层顶板和煤层进行连通，来将砂类支撑剂置入煤层内的裂缝内，最后通过压裂后的快速返排及煤层射孔来完成煤层气的排采。该方法不仅解决了地层伤害的问题，且保证了煤层气的正常排采，实现了在煤层内建立远距离的高导流通道的目的，扩大了排水降压和解吸范围，可以大幅度提高单井产气量和稳产期。

以下将通过具体地实施例来进一步地说明本发明。

以下实施例中所用原料的规格如下：

改性胍胶，规格：工业级，购自任丘市燕兴化工有限公司。

质量浓度为2％的KCl的水溶液，自制；

天然石英砂，规格：20目(实施例1、实施例2)和40目(实施例3)，购自石嘴山市中鹏净水材料有限公司。

实施例1

本实施例所选取的煤层为山西沁南地区的安泽区块，该煤层的深度为1000-1006米，厚度为6米，煤层顶板为砂岩，煤层顶板的深度为990-1000米，厚度为10米。

1)煤层顶板射孔：在距离煤层3-5米的煤层顶板内进行全方位射孔(102枪，127弹，60度相位角，孔密为16孔/米)，射孔深度为996-1000米，射孔厚度为4米，射孔个数为64个。

2)泵注前置液：配制170s^-1下的粘度为80mPa·s的改性胍胶压裂液作为前置液，控制前置液的排量为2.5m³/min，向完成射孔的煤层顶板内泵注250m³的该前置液，对完成射孔的煤层顶板进行压裂施工，使完成射孔的煤层顶板内形成第一裂缝。

3)泵注中砂比携砂液：配制包括170s^-1下粘度为20mPa·s的改性胍胶压裂液和20目的天然石英砂的中砂比携砂液(平均砂比为25％，平均砂比为石英砂与改性胍胶压裂液的质量比)，控制中砂比携砂液的排量为4m³/min，向第一裂缝内泵注180m³的该中砂比携砂液，使中砂比携砂液中的天然石英砂进入第一裂缝内。

4)提高排量，再次泵注上述中砂比携砂液：控制中砂比携砂液的排量为6m³/min，继续向第一裂缝内泵注70m³的中砂比携砂液，使中砂比携砂液压窜煤层，在煤层内形成与第一裂缝连通的第二裂缝，并使天然石英砂进入第二裂缝内。

5)提高排量，再次泵注高砂比携砂液：配制包括质量浓度为2％的KCl的水溶液和天然石英砂的高砂比携砂液(平均砂比为40％)，控制高砂比携砂液的排量为8m³/min，向第一裂缝和第二裂缝内泵注80m³的该高砂比携砂液，使第二裂缝在煤层内进行纵向和横向延伸，在煤层内形成充满天然石英砂的多条纵向裂缝和多条横向裂缝。

6)将井筒内残留的天然石英砂顶替到地层内，停泵，关井2小时，待煤层内的多条纵向裂缝和所述多条横向裂缝闭合，以及上述改性胍胶压裂液破胶后，开井，进行液体返排。

7)控制孔密为16孔/米，相位角为60°，在煤层全井段进行射孔，然后下泵装抽排采煤层气。

利用本实施例提供的压裂方法，煤层气的单井产气量达2500m³/d，且稳定期达1年。

实施例2

本实施例所选取的煤层为山西沁南地区的郑庄区块，该煤层的深度为1000-1006米，厚度为6米，煤层顶板为砂岩，煤层顶板的深度为990-1000米，厚度为10米。

1)煤层顶板射孔：在距离煤层2-4米的煤层顶板内进行全方位射孔(102枪，127弹，60度相位角，孔密为16孔/米)，射孔深度为996-1000米，射孔厚度为4米，射孔个数为64个。

2)泵注前置液：配制170s^-1下的粘度为100mPa·s的改性胍胶压裂液作为前置液，控制前置液的排量为2.0m³/min，向完成射孔的煤层顶板内泵注200m³的该前置液，对完成射孔的煤层顶板进行压裂施工，使完成射孔的煤层顶板内形成第一裂缝。

3)泵注中砂比携砂液：配制包括170s^-1下粘度为50mPa·s的改性胍胶压裂液和20目的天然石英砂的中砂比携砂液(平均砂比为25％，平均砂比为石英砂与改性胍胶压裂液的质量比)，控制中砂比携砂液的排量为3m³/min，向第一裂缝内泵注150m³的该中砂比携砂液，使中砂比携砂液中的天然石英砂进入第一裂缝内。

4)提高排量，再次泵注上述中砂比携砂液：控制中砂比携砂液的排量为5m³/min，继续向第一裂缝内泵注50m³的中砂比携砂液，使中砂比携砂液压窜煤层，在煤层内形成与第一裂缝连通的第二裂缝，并使天然石英砂进入第二裂缝内。

5)提高排量，再次泵注高砂比携砂液：配制包括质量浓度为2％的KCl的水溶液和天然石英砂的高砂比携砂液(平均砂比为40％)，控制高砂比携砂液的排量为7m³/min，向第一裂缝和第二裂缝内泵注50m³的该高砂比携砂液，使第二裂缝在煤层内进行纵向和横向延伸，在煤层内形成充满天然石英砂的多条纵向裂缝和多条横向裂缝。

6)将井筒内残留的天然石英砂顶替到地层内，停泵，关井2小时，待煤层内的多条纵向裂缝和所述多条横向裂缝闭合，以及上述改性胍胶压裂液破胶后，开井，进行液体返排。

7)控制孔密为16孔/米，相位角为60°，在煤层全井段进行射孔，然后下泵装抽排采煤层气。

利用本实施例提供的压裂方法，煤层气的单井产气量达1700m³/d，且稳定期达1.5年。

实施例3

本实施例所选取的煤层为山西沁南地区的安泽区块，该煤层的深度为1000-1003米，厚度为3米，煤层顶板为泥质砂岩，煤层顶板的深度为990-1000米，厚度为10米。

1)煤层顶板射孔：在距离煤层2-5米的煤层顶板内进行全方位射孔(102枪，127弹，60度相位角，孔密为16孔/米)，射孔深度为997-1000米，射孔厚度为3米，射孔个数为48个。

2)泵注前置液：配制170s^-1下的粘度为90mPa·s的改性胍胶压裂液作为前置液，控制前置液的排量为1.5m³/min，向完成射孔的煤层顶板内泵注150m³的该前置液，对完成射孔的煤层顶板进行压裂施工，使完成射孔的煤层顶板内形成第一裂缝。

3)泵注中砂比携砂液：配制包括170s^-1下粘度为35mPa·s的改性胍胶压裂液和40目的天然石英砂的中砂比携砂液(平均砂比为30％，平均砂比为石英砂与改性胍胶压裂液的质量比)，控制中砂比携砂液的排量为2.5m³/min，向第一裂缝内泵注120m³的该中砂比携砂液，使中砂比携砂液中的天然石英砂进入第一裂缝内。

4)提高排量，再次泵注上述中砂比携砂液：控制中砂比携砂液的排量为4m³/min，继续向第一裂缝内泵注30m³的中砂比携砂液，使中砂比携砂液压窜煤层，在煤层内形成与第一裂缝连通的第二裂缝，并使天然石英砂进入第二裂缝内。

5)提高排量，再次泵注高砂比携砂液：配制包括质量浓度为2％的KCl的水溶液和天然石英砂的高砂比携砂液(平均砂比为45％)，控制高砂比携砂液的排量为6m³/min，向第一裂缝和第二裂缝内泵注40m³的该高砂比携砂液，使第二裂缝在煤层内进行纵向和横向延伸，在煤层内形成充满天然石英砂的多条纵向裂缝和多条横向裂缝。

6)将井筒内残留的天然石英砂顶替到地层内，停泵，关井2小时，待煤层内的多条纵向裂缝和所述多条横向裂缝闭合，以及上述改性胍胶压裂液破胶后，开井，进行液体返排。

7)控制孔密为16孔/米，相位角为60°，在煤层全井段进行射孔，然后下泵装抽排采煤层气。

利用本实施例提供的压裂方法，煤层气的单井产气量达1500m³/d，且稳定期达1年。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种中高阶煤层气储层的压裂方法，包括：

步骤a、在距离煤层2-5米的煤层顶板内进行全方位射孔；

步骤b、控制前置液的排量为1.5-2.5m³/min，向完成射孔的煤层顶板内泵注所述前置液，对所述完成射孔的煤层顶板进行压裂施工，使所述完成射孔的煤层顶板内形成第一裂缝，所述前置液为第一改性胍胶压裂液，所述第一改性胍胶压裂液在170s^-1下的粘度为80-100mPa·s；

步骤c、控制第一携砂液的排量为2.5-4m³/min，向所述第一裂缝内泵注所述第一携砂液，使所述第一携砂液中的砂类支撑剂进入所述第一裂缝内，所述第一携砂液包括第二改性胍胶压裂液和砂类支撑剂，所述第二改性胍胶压裂液在170s^-1下的粘度为20-50mPa·s；

步骤d、控制第二携砂液的排量为4-6m³/min，继续向所述第一裂缝内泵注所述第二携砂液，使所述第二携砂液压窜所述煤层，在所述煤层内形成与所述第一裂缝连通的第二裂缝，并使所述砂类支撑剂进入所述第二裂缝内，所述第二携砂液包括所述第二改性胍胶压裂液和所述砂类支撑剂；

步骤e、控制第三携砂液的排量为6-8m³/min，向所述第一裂缝和所述第二裂缝内泵注所述第三携砂液，使所述第二裂缝在所述煤层内进行纵向和横向延伸，在所述煤层内形成多条纵向裂缝和多条横向裂缝，并使所述多条纵向裂缝和所述多条横向裂缝内充满所述砂类支撑剂，所述第三携砂液包括活性水压裂液和所述砂类支撑剂，所述第三携砂液中所述砂类支撑剂的含量大于所述第一携砂液和所述第二携砂液中所述砂类支撑剂的含量；

步骤f、将井筒内残留的所述砂类支撑剂顶替到地层内，停泵，关井，待所述多条纵向裂缝和所述多条横向裂缝闭合，以及所述第一改性胍胶压裂液和所述第二改性胍胶压裂液破胶后，开井，进行液体返排；

步骤g、待井口压力为零后，下油管探砂面，并使用所述活性水压裂液进行洗井，至所述井口的进出水一致，然后对煤层全井段进行射孔。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a中，所述煤层顶板的质地为砂岩。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述全方位射孔的孔密为16孔/米，相位角为60°。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b中，所述前置液的用量为150-250m³。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤c中，所述第一携砂液中，所述第二改性胍胶压裂液的用量为100-150m³，所述砂类支撑剂的用量为20-30m³。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述砂类支撑剂为20-40目的天然石英砂。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤d中，所述第二携砂液中，所述第二改性胍胶压裂液的用量为50-100m³，所述砂类支撑剂的用量为10-20m³。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤e中，所述第三携砂液中，所述活性水压裂液的用量为30-50m³，所述砂类支撑剂的用量为10-20m³。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述活性水压裂液为质量浓度为2％的KCl的水溶液。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤f中，通过使用质量浓度为2％的KCl的水溶液将井筒内残留的所述砂类支撑剂顶替到地层内。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述液体返排为：当井口压力为15-20MPa时，采用直径为3mm的油嘴进行返排；当井口压力为10-15MPa时，采用直径为5mm的油嘴进行返排；当井口压力为5-10MPa时，采用直径为8mm的油嘴进行返排；当井口压力为小于5MPa时，采用油管进行返排。

12.根据权利要求1-11任一项所述的方法，其特征在于，所述第一改性胍胶压裂液和所述第二改性胍胶压裂液在地层温度下的破胶时间为1-2小时。