CN107476783A - 一种底板发育糜棱煤的煤层气储层改造方法 - Google Patents
一种底板发育糜棱煤的煤层气储层改造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107476783A CN107476783A CN201610403995.5A CN201610403995A CN107476783A CN 107476783 A CN107476783 A CN 107476783A CN 201610403995 A CN201610403995 A CN 201610403995A CN 107476783 A CN107476783 A CN 107476783A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coal
- cave
- coal seam
- making
- waterpower
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 176
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 74
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000007634 remodeling Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 65
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 74
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 23
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 21
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 20
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 claims description 19
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 18
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 18
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 14
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 10
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical group [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 5
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 4
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 7
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 5
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011426 transformation method Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/006—Production of coal-bed methane
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
- E21B43/261—Separate steps of (1) cementing, plugging or consolidating and (2) fracturing or attacking the formation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
- E21B43/267—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures reinforcing fractures by propping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
本发明公开了一种底板发育糜棱煤的煤层气储层改造方法，属于煤层气开采技术领域。该改造方法包括：a、根据所述底板发育糜棱煤的煤层气储层中的煤层总厚度以及糜棱煤层厚度，确定造穴作业层段的位置和水力加砂压裂作业层段的位置；b、对所述造穴作业层段进行造穴作业，在所述造穴作业层段中形成预设尺寸的卸压空间；c、对煤层气井井底以及所述卸压空间进行清洗，排出所述煤层气井井底以及所述卸压空间内的煤屑；d、对所述水力加砂压裂作业层进行水力加砂压裂作业，使煤层垮塌形成裂缝通道。采用该改造方法能够显著提高底板发育糜棱煤的煤层气储层的煤层气产量。
Description
技术领域
本发明涉及煤层气开采技术领域，特别涉及一种底板发育糜棱煤的煤层气储层改造方法。
背景技术
煤层气俗称“瓦斯”，是在成煤过程中形成并赋存于煤层中的一种非常规天然气。在煤层气的开采过程中，需要对煤层气储层进行改造，使煤层产生裂缝，来提高煤层气的产量。糜棱煤是一种煤体结构非常破碎、渗透率极低的构造煤，由于煤体结构的特殊性，对于底板发育有糜棱煤的煤层气储层来说，选择合适的改造方法来提高其煤层气的产量尤为重要。
目前，对煤层气直井储层进行改造的方法主要包括：套管水力加砂压裂、裸眼扩孔完井、洞穴完井以及水力割缝造穴等。
但是，对于水力加砂压裂方法来说，由于煤层具有低弹性模量、高泊松比的特点，水力加砂压裂在煤层中造长缝的效果不够理想；并且高压水基压裂液进入煤层后一方面会增加储层压力，另一方面会堵塞孔喉造成储层水锁伤害，对煤层气产出运移存在一定的副作用。对于底板发育糜棱煤的储层来说，易造成憋压，导致水力加砂压裂的效果更加不理想。水力割缝造穴技术是通过在井底形成一定卸压区，来增加煤层的渗透性，以减少对储层的伤害作用。水力割缝造穴技术虽然解决了水力加砂压裂存在的问题，但是其造穴能力有限，并没有在煤中层形成很大的卸压面积和渗流通道，尤其是对于底板发育糜棱煤的储层，产气效果也不理想。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明实施例提供一种适用于底板发育糜棱煤的煤层气储层的改造方法，以提高底板发育糜棱煤的煤层气储层的煤层气产量。
具体而言，包括以下的技术方案：
本发明实施例提供了一种底板发育糜棱煤的煤层气储层改造方法，所述改造方法包括：
a、根据所述底板发育糜棱煤的煤层气储层中的煤层总厚度以及糜棱煤层厚度，确定造穴作业层段的位置和水力加砂压裂作业层段的位置；所述造穴作业层段为所述糜棱煤层；所述水力加砂压裂作业层段的下边界位于所述糜棱煤层之上的原生结构煤层中，所述水力加砂压裂作业层段的上边界位于所述原生结构煤层之上的顶板围岩中；
b、对所述造穴作业层段进行造穴作业，在所述造穴作业层段中形成预设尺寸的卸压空间；
c、对煤层气井井底以及所述卸压空间进行清洗，排出所述煤层气井井底以及所述卸压空间内的煤屑；
d、对所述水力加砂压裂作业层段进行水力加砂压裂作业，使煤层垮塌形成裂缝通道。
进一步地，所述水力加砂压裂作业层段的下边界位于所述糜棱煤层之上2～3米处的原生结构煤层中，所述水力加砂压裂作业层段的上边界位于所述原生结构煤层之上的0.5～1米处顶板围岩中。
进一步地，步骤b具体包括：
将造穴喷枪下入所述煤层气井内，使所述造穴喷枪位于所述造穴作业层段位置处，然后固定煤层气井井口装置；
进行水力射孔作业，利用所述造穴喷枪喷射携砂液和石英砂的混合物，当所述携砂液和石英砂的混合物射穿所述煤层气井的套管和水泥环后，停止喷射，对所述煤层气井井底残留的石英砂进行清洗；
进行喷射造穴作业，使用造穴流体冲蚀所述造穴作业层段形成所述卸压空间。
进一步地，所述造穴流体为包括造穴液和空气的混合流体；所述造穴液为包括清水和煤粉分散剂的混合物。
进一步地，所述煤粉分散剂为木质磺酸钠。
进一步地，采用脉冲注入的方式使所述造穴流体冲蚀所述造穴作业层段。
进一步地，步骤c具体包括：
依次将封隔器和压裂喷枪下入所述煤层气井内，使所述封隔器位于所述水力加砂压裂作业层段之下，所述压裂喷枪位于所述水力加砂压裂作业层段位置处；
进行水力加砂射孔作业，形成压裂射孔眼；
进行水力加砂压裂作业，压开顶板围岩与所述煤层，使所述煤层垮塌形成裂缝通道。
进一步地，所述水力加砂压裂作业中使用的压裂液为包括清水和防膨剂的混合物，所述防膨剂占所述压裂液的质量百分数为0.8％～1.2％。
进一步地，所述防膨剂为氯化钾。
进一步地，步骤a中，所述煤层的总厚度为4～6m，所述糜棱煤层的厚度为30～100cm。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：
本发明实施例中，针对底板发育糜棱煤的煤层气储层的结构特点，采用造穴和水力加砂压裂相结合的方法对底板发育糜棱煤的煤层气储层进行改造。其中，利用糜棱煤松软、粒径小、易分离、呈层状分布的特点，将糜棱煤层选定为造穴作业层，以掏出更多的煤粉形成更大的卸压空间。利用煤层与顶板围岩界限明显易分层的特点，将水力加砂压裂作业层段的下边界设置在糜棱煤层之上的原生结构煤层中，将水力加砂压裂作业层段的上边界设置在原生结构煤层之上的顶板围岩中，在煤层顶板附近进行射孔压裂，将煤层和顶板围岩压开，利用造穴制造的应力释放空间，从而顺利地压开煤层形成裂缝通道，为煤层气解吸-运移提供条件和运移通道。本发明实施例克服了采用传统的水力加砂压裂存在压裂影响范围小、憋压、造成储层伤害、效率低的问题，显著提高底板发育糜棱煤的煤层气储层的煤层气产量。
本发明实施例提供的改造方法尤其适用于底板发育糜棱煤的高阶煤煤层气储层改造方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的底板发育糜棱煤的煤层气储层改造方法中，造穴作业的原理示意图；
图2为本发明实施例提供的底板发育糜棱煤的煤层气储层改造方法中，水力加砂压裂作业的原理示意图。
图中的附图标记分别表示：
1-煤层气井筒、2-井口装置、3-水泥环、4-套管、5-油管、6-注入管线、7-空压机、8-液罐、9-混砂罐、10-放喷管线、11-过滤池、12-造穴喷枪、13-喷嘴、14-底板围岩、15-糜棱煤层、16-原生结构煤层、17-顶板围岩、18-卸压空间、19-封隔器、20-压裂喷枪、21-造穴射孔眼、22-压裂射孔眼；
a-造穴作业层段、b-水力加砂压裂作业层段。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。
为了使本发明实施例的技术方案更加清楚，在对本发明实施例提供的改造方法进行说明之前，首先对底板发育糜棱煤的煤层气储层的结构作简要介绍。
参加图1，也可以参见图2，底板发育糜棱煤的煤层气储层中自下而上依次为：底板围岩14、糜棱煤层15、原生结构煤层16以及顶板围岩17，其中糜棱煤层15和原生结构煤层16统称煤层。
图1和图2中还示出了煤层气井的结构。为了更加直观的体现本发明实施例的技术方案，图1和图2示出的是煤层气直井的结构。需要说明的是，本发明实施例中涉及的煤层气井不限于直井，本领域其他常规类型的煤层气井均可。
下面对本发明实施例提供的底板发育糜棱煤的煤层气储层改造方法进行详细说明。
本发明实施例提供了一种底板发育糜棱煤的煤层气储层改造方法，参见图1并结合图2，该改造方法包括以下步骤：
步骤101，根据底板发育糜棱煤的煤层气储层中的煤层总厚度以及糜棱煤层15厚度，确定造穴作业层段a的位置和水力加砂压裂作业层段b的位置。其中，造穴作业层段a为糜棱煤层15；水力加砂压裂作业层段b的下边界位于糜棱煤层15之上的原生结构煤层16中，水力加砂压裂作业层段b的上边界位于原生结构煤层16之上的顶板围岩17中。
步骤102，对造穴作业层段a进行造穴作业，在造穴作业层段a中形成预设尺寸的卸压空间18。
步骤103，对煤层气井井底以及卸压空间18进行清洗，排出煤层气井井底以及卸压空间18内的煤屑。
步骤104，对水力加砂压裂作业层段b进行水力加砂压裂作业，使煤层垮塌形成裂缝通道。
本发明实施例针对底板发育糜棱煤的煤层气储层的结构特点，采用造穴和水力加砂压裂相结合的方法对底板发育糜棱煤的煤层气储层进行改造。首先利用糜棱煤松软、粒径小、易分离、呈层状分布的特点，将糜棱煤层选定为造穴作业层，以掏出更多的煤粉形成更大的卸压空间。然后利用煤层与顶板围岩界限明显易分层的特点，将水力加砂压裂作业层段的下边界设置在糜棱煤层之上的原生结构煤层中，将水力加砂压裂作业层段的上边界设置在原生结构煤层之上的顶板围岩中，在煤层顶板附近进行射孔压裂，将煤层和顶板围岩压开，利用造穴制造的应力释放空间，从而顺利地压开煤层形成裂缝通道，为煤层气解吸-运移提供条件和运移通道。本发明实施例提供的改造方法克服了采用传统的水力加砂压裂存在的压裂影响范围小、憋压、造成储层伤害、效率低等问题，显著提高底板发育糜棱煤的煤层气储层的煤层气产量。
进一步地，参见图1，本发明实施例提供的改造方法中，水力加砂压裂作业层段b的下边界优选位于糜棱煤层之上2～3米处的煤体结构相对完整原生结构煤层16中，即水力加砂压裂作业层段b的下边界与糜棱煤层15上边界之间的距离为2～3米，例如可以为2.2米、2.4米、2.5米、2.6米、2.8米等。水力加砂压裂作业层段b的上边界优选位于原生结构煤层16之上的0.5～1米处顶板围岩17中，即水力加砂压裂作业层段b的上边界与原生结构煤层16上边界之间的距离为0.5～1米，例如可以为0.6米、0.7米、0.8米、0.9米等。将水力加砂压裂作业层段b的上、下边界上述的位置处，能够保证在顶板围岩与煤层没有压裂开之前压裂砂和压裂液尽量少地进入卸压空间，确保压裂能使煤层与顶板围岩分开并延展，且煤层向卸压空间垮落。
进一步地，本发明实施例提供的改造方法中，步骤102具体包括：
步骤1021，下油管5将造穴喷枪12下入煤层气井井筒1内，使造穴喷枪12位于造穴作业层段位置处，然后固定煤层气井井口装置2。
步骤1022，进行水力射孔作业，利用造穴喷枪12喷射携砂液和石英砂的混合物，当携砂液和石英砂的混合物射穿煤层气井的套管4和水泥环3后，停止喷射，对煤层气井井底残留的石英砂进行清洗。
参见图1，携砂液存储于液罐8中，石英砂存储于混砂罐9中，混砂罐9和液罐8均通过注入管线6与井口装置2连通，在进行水力射孔作业时，液罐8中的携砂液携带混砂罐9中的石英砂依次经注入管线6和油管5进入造穴喷枪12，然后从造穴喷枪12的喷嘴13喷出，冲击套管4和水泥环3形成造穴射孔眼21。水力射孔作业完成后采用正循环的方式冲砂清洗井底残留石英砂。
步骤1023，进行喷射造穴作业，使用造穴流体冲蚀造穴作业层段形成卸压空间18。
本发明实施例中，造穴流体的具体种类没有严格限定，本领域常用的造穴流体均可。一种较为优选的造穴流体可以为包括造穴液和空气的混合流体。其中造穴液可以为清水，也可以为清水和其他添加剂的混合物，优选以包括清水和煤粉分散剂的混合物作为造穴液。空气和造穴液混合的气-水二相流对煤屑运移携带能力更强，能够比常规的水力喷射造穴掏出更多的煤粉，提供更大的卸压空间，同时造穴液中的煤粉分散剂有利于煤屑均匀悬浮于水中，也有利于煤屑的运移，减少了后期排采过程中煤粉源危害的问题。
本发明实施例中，添加煤粉分散剂的目的在于使煤粉悬浮于水中(不是漂浮在水的表面)，使煤粉更容易被水排出。本发明实施例中的煤粉分散剂的选择需要考虑将煤粉分散剂添加到水中后所得造穴液与煤的润湿性。本发明实施例中，将煤粉分散剂添加到水中后所得造穴液与煤的润湿性应当为不完全润湿，即不完全亲水。如果添加煤粉分散剂的造穴液完全亲水，煤层的微孔里面的水受的毛细管阻力就很大，不容易出来。综上所述，本发明实施例中，煤粉分散剂优选木质磺酸钠。
本发明实施例中，造穴流体中造穴液和空气的比例应当根据井底压力来确定，当井底压力较大时，应当适当增加空气的注入量，而当井底压力较小时，可以适当减少空气的注入量。由于在喷射造穴作业过程中，井底压力会发生变化，因此可以对井底压力进行实时监测，根据井底压力来调整造穴液和空气的比例。造穴液中煤粉分散剂和清水的比例可以根据不同变质程度的煤岩来确定，因为不同变质程度的煤岩，与水的润湿性不一样。
本发明实施例提供的改造方法中，采用脉冲注入的方式进行喷射造穴作业，脉冲注入的方式能够对井下产生压力波动和水力激动，利于糜棱煤脱落。具体来说，参见图1，空压机7与输入管线6连通，空气通过空压机7进入注入管线6与造穴液混合形成造穴流体，造穴流体通过管线6注入井筒1，每注入一段时间后，打开放喷管线10，使喷射造穴作业中产生的煤屑和造穴液从井筒1内返出，放喷管线10与过滤池11连接，将井筒1内返出的煤屑和造穴液输送至过滤池11进行过滤，过滤后的造穴液重新利用。重复进行注入-放喷过程，根据返出的煤屑量确定煤层气储层中形成卸压空间18的尺寸，当形成的卸压空间18的尺寸达到预设尺寸时，停止注入。卸压空间18的尺寸本领域技术人员可以根据本领域的技术常识来确定，本发明实施例不作特殊限定。
本领域技术人员可以理解的是，在造穴作业过程中，造穴喷枪12的喷嘴13方位和喷嘴13的直径要满足造穴要求。
进一步地，本发明实施例提供的改造方法中，步骤103中，采用清水正循环清洗井底和卸压空间18，排出井底和卸压空间18内残留煤屑，并使清水替换造穴液，减少造穴液对储层造成的伤害。
进一步地，本发明实施例提供的改造方法中，步骤104具体包括：
步骤1041，下油管5依次将封隔器19和压裂喷枪20下入煤层气井内，使封隔器19位于水力加砂压裂作业层段之下，以封堵造穴射孔眼21；压裂喷枪20位于水力加砂压裂作业层段位置处。
步骤1042，进行水力加砂射孔作业，形成压裂射孔眼；
步骤1043，进行水力加砂压裂作业，压开顶板围岩与煤层，使煤层垮塌形成裂缝通道。
本发明实施例中，水力加砂压裂作业中使用的压裂液可以为任意的本领域常规的压裂液。考虑到煤层顶板、底板附近泥质含量较多，一种较为优选的压裂液为包括清水和防膨剂的混合物。其中防膨剂能够防黏土矿物膨胀。在该压裂液中，防膨剂占压裂液的质量百分数为0.8％～1.2％，例如可以为0.9％、1％、1.1％等，优选1％。防膨剂优选氯化钾，因为氯化钾价格便宜，也不会与其他化学成分反应，配伍性高。
进一步地，本发明实施例提供的改造方法中，步骤101中，根据钻井和测井资料，分析并且确定煤层气储层中煤层的总厚度，糜棱煤层15的厚度等参数，根据上述参数来确定造穴作业层段a和水力加砂压裂作业层段b位置。其中，煤层的总厚度在4～6m为宜，煤层太薄或太厚都会影响改造效果。具体来说，煤层太厚不容易压垮，煤层太薄还没有憋起足够高的压力，压裂液就流入造出的洞穴里，从而影响压裂效果。糜棱煤层的厚度在30～100cm为宜，太厚或者太薄都会影响改造煤层厚度的选择。
综上，本发明实施例中，以兼顾工程技术对地质特征的适应性以及利用储层自身的地质特性，从给煤储层卸压和与增加煤层渗流通道相结合的角度出发为切入点，根据底板发育糜棱煤的煤层气储层的结构特点，采用造穴和水力加砂压裂相结合的方法对底板发育糜棱煤的煤层气储层进行改造，以达到良好的增产改造效果，提高底板发育糜棱煤的煤层气储层的煤层气产量。同时，本发明实施例提供的改造方法中，在造穴作业过程中，采用脉冲式注入压力方式，能对井下产生压力波动和水力激动，利于糜棱煤脱落。采用造穴液和空气混合的气-水二相流作为造穴流体，能够提高对煤屑的运移携带能力，并减少后期排采过程中煤粉源危害的问题。在造穴液中加入煤粉分散剂，有利于煤屑均匀悬浮于水中，利于煤屑运移。综合来说，本发明实施例提供的改造方法即达到了给储层卸压、造缝增透的目的，又减少了改造方式和煤粉本身对储层对排采的有害作用。本发明实施例提供的改造方法尤其适用于底板发育糜棱煤的高阶煤煤层气储层改造方法。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。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 (10)
1.一种底板发育糜棱煤的煤层气储层改造方法，其特征在于，所述改造方法包括：
a、根据所述底板发育糜棱煤的煤层气储层中的煤层总厚度以及糜棱煤层厚度，确定造穴作业层段的位置和水力加砂压裂作业层段的位置；所述造穴作业层段为所述糜棱煤层；所述水力加砂压裂作业层段的下边界位于所述糜棱煤层之上的原生结构煤层中，所述水力加砂压裂作业层段的上边界位于所述原生结构煤层之上的顶板围岩中；
b、对所述造穴作业层段进行造穴作业，在所述造穴作业层段中形成预设尺寸的卸压空间；
c、对煤层气井井底以及所述卸压空间进行清洗，排出所述煤层气井井底以及所述卸压空间内的煤屑；
d、对所述水力加砂压裂作业层段进行水力加砂压裂作业，使煤层垮塌形成裂缝通道。
2.根据权利要求1所述的改造方法，其特征在于，所述水力加砂压裂作业层段的下边界位于所述糜棱煤层之上2～3米处的原生结构煤层中，所述水力加砂压裂作业层段的上边界位于所述原生结构煤层之上的0.5～1米处顶板围岩中。
3.根据权利要求1所述的改造方法，其特征在于，步骤b具体包括：
将造穴喷枪下入所述煤层气井内，使所述造穴喷枪位于所述造穴作业层段位置处，然后固定煤层气井井口装置；
进行水力射孔作业，利用所述造穴喷枪喷射携砂液和石英砂的混合物，当所述携砂液和石英砂的混合物射穿所述煤层气井的套管和水泥环后，停止喷射，对所述煤层气井井底残留的石英砂进行清洗；
进行喷射造穴作业，使用造穴流体冲蚀所述造穴作业层段形成所述卸压空间。
4.根据权利要求3所述的改造方法，其特征在于，所述造穴流体为包括造穴液和空气的混合流体；所述造穴液为包括清水和煤粉分散剂的混合物。
5.根据权利要求4所述的改造方法，其特征在于，所述煤粉分散剂为木质磺酸钠。
6.根据权利要求3～5任一项所述的改造方法，其特征在于，采用脉冲注入的方式使所述造穴流体冲蚀所述造穴作业层段。
7.根据权利要求1所述的改造方法，其特征在于，步骤c具体包括：
依次将封隔器和压裂喷枪下入所述煤层气井内，使所述封隔器位于所述水力加砂压裂作业层段之下，所述压裂喷枪位于所述水力加砂压裂作业层段位置处；
进行水力加砂射孔作业，形成压裂射孔眼；
进行水力加砂压裂作业，压开顶板围岩与所述煤层，使所述煤层垮塌形成裂缝通道。
8.根据权利要求7所述的改造方法，其特征在于，所述水力加砂压裂作业中使用的压裂液为包括清水和防膨剂的混合物，所述防膨剂占所述压裂液的质量百分数为0.8％～1.2％。
9.根据权利要求8所述的改造方法，其特征在于，所述防膨剂为氯化钾。
10.根据权利要求1所述的改造方法，其特征在于，步骤a中，所述煤层的总厚度为4～6m，所述糜棱煤层的厚度为30～100cm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610403995.5A CN107476783B (zh) | 2016-06-08 | 2016-06-08 | 一种底板发育糜棱煤的煤层气储层改造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610403995.5A CN107476783B (zh) | 2016-06-08 | 2016-06-08 | 一种底板发育糜棱煤的煤层气储层改造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107476783A true CN107476783A (zh) | 2017-12-15 |
| CN107476783B CN107476783B (zh) | 2019-09-06 |
Family
ID=60593803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610403995.5A Active CN107476783B (zh) | 2016-06-08 | 2016-06-08 | 一种底板发育糜棱煤的煤层气储层改造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107476783B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108661603A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-10-16 | 西南石油大学 | 注氮气诱发煤层自改造提高甲烷采收率方法 |
| CN112302578A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-02 | 中国矿业大学 | 一种水平井应力释放开采构造煤煤层气的方法 |
| CN114482956A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-05-13 | 中煤地质集团有限公司 | 一种煤层气增产方法 |
| CN115059434A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-09-16 | 中国石油大学(北京) | 煤层气水平井组开发方法 |
Citations (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3999607A (en) * | 1976-01-22 | 1976-12-28 | Exxon Research And Engineering Company | Recovery of hydrocarbons from coal |
| CN1156785A (zh) * | 1996-02-10 | 1997-08-13 | 陈斌 | 一种开采煤层气的方法 |
| CN1534164A (zh) * | 2003-03-28 | 2004-10-06 | 淮南矿业(集团)有限责任公司 | 低透气性高瓦斯软厚煤层远程卸压瓦斯抽放方法 |
| CN101240715A (zh) * | 2008-01-24 | 2008-08-13 | 淮北矿业（集团）有限责任公司 | 地面钻井一井三用的瓦斯治理方法及地面钻井 |
| CN101280688A (zh) * | 2008-05-27 | 2008-10-08 | 河南理工大学 | 突出煤层掘进工作面沿顶钻进大循环区域性消突方法 |
| CN101403314A (zh) * | 2008-11-18 | 2009-04-08 | 河南理工大学 | 煤矿井下钻孔水力压裂增透抽采瓦斯工艺 |
| CN101539008A (zh) * | 2009-04-14 | 2009-09-23 | 赵万福 | 煤层气地面立体排采方法 |
| CN101709629A (zh) * | 2009-11-06 | 2010-05-19 | 河南省煤田地质局二队 | 煤层气井的反循环空气动力造穴方法及设备 |
| CN101775975A (zh) * | 2010-01-28 | 2010-07-14 | 郑州大学 | 水力掏穴卸压开采煤层气方法 |
| CN101775974A (zh) * | 2010-01-28 | 2010-07-14 | 郑州大学 | 对接井水力运移卸压开采煤层气方法 |
| CN101936153A (zh) * | 2010-09-14 | 2011-01-05 | 中矿瑞杰(北京)科技有限公司 | 水力喷射钻孔卸压开采煤层气的方法 |
| CN102094668A (zh) * | 2010-12-20 | 2011-06-15 | 郑州大学 | 上抽巷高压水力掏穴卸压消突方法 |
| CN102116168A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-07-06 | 河南理工大学 | 低渗透、松软煤层抽采瓦斯系统及方法 |
| CN102383773A (zh) * | 2011-07-01 | 2012-03-21 | 河南省瓦斯治理研究院有限公司 | 物理方法区域卸压开采煤层气的方法 |
| CN102418549A (zh) * | 2011-08-15 | 2012-04-18 | 河南理工大学 | 构造煤发育区抽采煤层气工艺方法 |
| CN102425371A (zh) * | 2011-11-02 | 2012-04-25 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 煤层气井裸眼复合造穴方法 |
| CN102518411A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-06-27 | 郑州大学 | 一种对接井水力冲刷卸压开采煤层气方法 |
| CN102518412A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-06-27 | 郑州大学 | 水力旋喷冲刷采煤采气方法 |
| CN102619552A (zh) * | 2012-02-24 | 2012-08-01 | 煤炭科学研究总院沈阳研究院 | 导向槽定向水力压穿增透及消突方法 |
| CN103104222A (zh) * | 2013-02-01 | 2013-05-15 | 中北大学 | 地面垂直井与顺层长钻孔联合抽采煤层气方法 |
| CN103174453A (zh) * | 2013-03-28 | 2013-06-26 | 重庆大学 | 一种煤矿井下多煤层分层水力压裂方法 |
| CN103256025A (zh) * | 2013-05-22 | 2013-08-21 | 赵昱 | 一种复合井网式煤层气开采方法 |
| CN103867119A (zh) * | 2014-02-27 | 2014-06-18 | 中国石油天然气股份有限公司 | 煤储层完井改造方法 |
| CN103867179A (zh) * | 2012-12-11 | 2014-06-18 | 中国石油化工股份有限公司 | U型井水力喷射压裂方法 |
| CN104213896A (zh) * | 2014-09-01 | 2014-12-17 | 中国石油大学(北京) | 煤层气储层压裂洞穴一体化完井方法 |
-
2016
- 2016-06-08 CN CN201610403995.5A patent/CN107476783B/zh active Active
Patent Citations (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3999607A (en) * | 1976-01-22 | 1976-12-28 | Exxon Research And Engineering Company | Recovery of hydrocarbons from coal |
| CN1156785A (zh) * | 1996-02-10 | 1997-08-13 | 陈斌 | 一种开采煤层气的方法 |
| CN1534164A (zh) * | 2003-03-28 | 2004-10-06 | 淮南矿业(集团)有限责任公司 | 低透气性高瓦斯软厚煤层远程卸压瓦斯抽放方法 |
| CN101240715A (zh) * | 2008-01-24 | 2008-08-13 | 淮北矿业（集团）有限责任公司 | 地面钻井一井三用的瓦斯治理方法及地面钻井 |
| CN101280688A (zh) * | 2008-05-27 | 2008-10-08 | 河南理工大学 | 突出煤层掘进工作面沿顶钻进大循环区域性消突方法 |
| CN101403314A (zh) * | 2008-11-18 | 2009-04-08 | 河南理工大学 | 煤矿井下钻孔水力压裂增透抽采瓦斯工艺 |
| CN101539008A (zh) * | 2009-04-14 | 2009-09-23 | 赵万福 | 煤层气地面立体排采方法 |
| CN101709629A (zh) * | 2009-11-06 | 2010-05-19 | 河南省煤田地质局二队 | 煤层气井的反循环空气动力造穴方法及设备 |
| CN101775975A (zh) * | 2010-01-28 | 2010-07-14 | 郑州大学 | 水力掏穴卸压开采煤层气方法 |
| CN101775974A (zh) * | 2010-01-28 | 2010-07-14 | 郑州大学 | 对接井水力运移卸压开采煤层气方法 |
| CN101936153A (zh) * | 2010-09-14 | 2011-01-05 | 中矿瑞杰(北京)科技有限公司 | 水力喷射钻孔卸压开采煤层气的方法 |
| CN102094668A (zh) * | 2010-12-20 | 2011-06-15 | 郑州大学 | 上抽巷高压水力掏穴卸压消突方法 |
| CN102116168A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-07-06 | 河南理工大学 | 低渗透、松软煤层抽采瓦斯系统及方法 |
| CN102383773A (zh) * | 2011-07-01 | 2012-03-21 | 河南省瓦斯治理研究院有限公司 | 物理方法区域卸压开采煤层气的方法 |
| CN102418549A (zh) * | 2011-08-15 | 2012-04-18 | 河南理工大学 | 构造煤发育区抽采煤层气工艺方法 |
| CN102425371A (zh) * | 2011-11-02 | 2012-04-25 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 煤层气井裸眼复合造穴方法 |
| CN102518411A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-06-27 | 郑州大学 | 一种对接井水力冲刷卸压开采煤层气方法 |
| CN102518412A (zh) * | 2011-12-29 | 2012-06-27 | 郑州大学 | 水力旋喷冲刷采煤采气方法 |
| CN102619552A (zh) * | 2012-02-24 | 2012-08-01 | 煤炭科学研究总院沈阳研究院 | 导向槽定向水力压穿增透及消突方法 |
| CN103867179A (zh) * | 2012-12-11 | 2014-06-18 | 中国石油化工股份有限公司 | U型井水力喷射压裂方法 |
| CN103104222A (zh) * | 2013-02-01 | 2013-05-15 | 中北大学 | 地面垂直井与顺层长钻孔联合抽采煤层气方法 |
| CN103174453A (zh) * | 2013-03-28 | 2013-06-26 | 重庆大学 | 一种煤矿井下多煤层分层水力压裂方法 |
| CN103256025A (zh) * | 2013-05-22 | 2013-08-21 | 赵昱 | 一种复合井网式煤层气开采方法 |
| CN103867119A (zh) * | 2014-02-27 | 2014-06-18 | 中国石油天然气股份有限公司 | 煤储层完井改造方法 |
| CN104213896A (zh) * | 2014-09-01 | 2014-12-17 | 中国石油大学(北京) | 煤层气储层压裂洞穴一体化完井方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108661603A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-10-16 | 西南石油大学 | 注氮气诱发煤层自改造提高甲烷采收率方法 |
| CN112302578A (zh) * | 2020-10-30 | 2021-02-02 | 中国矿业大学 | 一种水平井应力释放开采构造煤煤层气的方法 |
| CN112302578B (zh) * | 2020-10-30 | 2021-10-26 | 中国矿业大学 | 一种水平井应力释放开采构造煤煤层气的方法 |
| CN114482956A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-05-13 | 中煤地质集团有限公司 | 一种煤层气增产方法 |
| CN115059434A (zh) * | 2022-05-31 | 2022-09-16 | 中国石油大学(北京) | 煤层气水平井组开发方法 |
| CN115059434B (zh) * | 2022-05-31 | 2023-12-08 | 中国石油大学(北京) | 煤层气水平井组开发方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107476783B (zh) | 2019-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105332684B (zh) | 一种高压水爆与co2压裂相结合的煤层气驱替抽采工艺 | |
| US11053779B2 (en) | Hydrate solid-state fluidization mining method and system under underbalanced reverse circulation condition | |
| CN101575983B (zh) | 煤矿井下定向压裂增透消突方法及压裂增透消突装置 | |
| CN103195468A (zh) | 一种在围岩内进行高效强化抽采的系统工艺 | |
| WO2018082201A1 (zh) | 立井井筒揭穿特厚松软突出煤层的快速卸压排放瓦斯方法 | |
| Li | A new technology for the drilling of long boreholes for gas drainage in a soft coal seam | |
| CN108661618B (zh) | 一种煤层气l型水平井的储层改造方法 | |
| CN107476783A (zh) | 一种底板发育糜棱煤的煤层气储层改造方法 | |
| CN105986795B (zh) | 煤层气水平井煤层改造方法 | |
| CN103590768B (zh) | 煤炭开采区域的废弃裸眼井治理方法 | |
| NO335580B1 (no) | Fremgangsmåte for styring av en trykktransient i en brønn | |
| CN106437632B (zh) | 一种煤矿老采空区瓦斯抽采方法 | |
| CN105804786B (zh) | 一种松软煤层底板穿层钻孔压冲增透方法 | |
| CN103590817B (zh) | 煤炭开采区域的废弃油气井治理方法 | |
| CN105199685A (zh) | 一种诱导性裂缝防漏堵漏的水基钻井液 | |
| CN103643994A (zh) | 一种煤矿井下防治突水溃砂的方法 | |
| CN102518412A (zh) | 水力旋喷冲刷采煤采气方法 | |
| CN106321046A (zh) | 一种低透气性煤层井下水砂压裂瓦斯抽采方法 | |
| CN206000529U (zh) | 一种基于直井改造的具有多分支水平井系统的煤层气井 | |
| CN112593912B (zh) | 一种煤层气水平井动力扩径卸压增透抽采方法 | |
| CN110439525A (zh) | 煤层气水平井解堵、增透完井方法 | |
| CN105756591A (zh) | 煤层气井完井方法 | |
| CN205297636U (zh) | 钻孔内煤层的增透抽采系统 | |
| CN106968664A (zh) | 一种工作面底板破坏带深度钻孔注水探测方法 | |
| Salimzadeh et al. | Directional hydraulic fracturing using radial jet drilling technology |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |