CN112610196B - 一种煤层重复压裂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种煤层重复压裂方法，该方法包括以下步骤：步骤1，向已开采的煤层气井的井筒内下桥塞，使桥塞坐封在原有射孔段的上部，隔离原有射孔段；步骤2，在与煤层接触的上方层位，选择位置重新射孔；步骤3，通过井筒向新的射孔注入压裂液体和支撑剂，形成与原有压裂区域不重叠的二次压裂区域；步骤4，打通桥塞，将二次压裂区域和原有压裂区域共同用于采气生产。本发明中的煤层重复压裂方法可实现二次压裂裂缝系统与原有压裂裂缝系统不重叠，进而增大了压裂改造范围，实现原有压裂改造区域与二次压裂改造区域共同采气生产，在没有浪费原有压裂改造区域产能的同时，增加煤层气井的产气量。
Description
技术领域
本发明属于煤层气开采技术领域，特别涉及一种煤层重复压裂方法。
背景技术
煤是一种多孔介质，具有复杂的割理-裂缝孔隙结构，且煤层非均质性强，在压裂中易出现压裂窜层、裂缝延伸有限和储层改造不充分，表现为在压裂排量不变或增加的情况下，泵压反而下降；在后期排采生产过程中，此种井因煤层改造有限，生产潜力较小，表现为：产气一段时间后，产气量下降幅度大或者不再产气。为了提高低产煤层气井单井产量，通常采取煤层重复压裂改造工艺。
目前采用的重复压裂方法主要有两种：一种是直接通过煤层初次压裂射孔段注入压裂液及支撑剂，进行二次压裂重复作业；然而使用这种方法会出现初次压裂使用的支撑剂阻挡二次压裂支撑剂运移的问题，导致压裂液滤失严重和用液量高，并且加砂困难，裂缝难以向初次压裂未改造的区域延伸。
另一种是通过向煤层初次射孔段内注入堵剂以封堵初次裂缝，重新在煤层或与煤层相接触层位射孔进行压裂作业。这种方法相当于放弃了初次压裂改造区域的产能，造成了一部分产量的浪费；并且，在煤层或与煤层相接触层位射孔，容易导致二次压裂的裂缝仍然在初次压裂改造区域内延伸，不能增加二次压裂改造范围，导致重复压裂改造不理想，增产效果差。
发明内容
针对上述问题，本发明公开了一种煤层重复压裂方法，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明公开一种煤层重复压裂方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1，向已开采的煤层气井的井筒内下桥塞，使所述桥塞坐封在原有射孔段的上部，隔离原有射孔段；
步骤2，在与煤层接触的上方层位，选择位置重新射孔；
步骤3，通过所述井筒向新的射孔注入压裂液体和支撑剂，形成与原有压裂区域不重叠的二次压裂区域；
步骤4，打通所述桥塞，将二次压裂区域和原有压裂区域共同用于采气生产。
进一步地，所述步骤3的注入过程分为两个阶段，包括：
前期注入段，此阶段以第一预设排量向所述井筒注入压裂前置液和沉砂控底微粒；
后期注入段，此阶段以第二预设排量向所述井筒注入压裂前置液和支撑剂；
所述第一预设排量小于所述第二预设排量。
进一步地，在所述后期注入段，根据压裂缝隙在煤层顶板的延伸长度，逐步提高注入排量至所述第二预设排量。
进一步地，所述沉砂控底微粒为预设粒度的粉沙。
进一步地，所述支撑剂为石英砂或陶粒。
进一步地，所述沉砂控底微粒和所述支撑剂分别与所述压裂前置液混合注入所述井筒。
进一步地，所述步骤2中，选择最小主应力大于原有射孔层位、但小于煤层上方层位顶板层的位置，进行射孔。
进一步地，所述步骤2中，选择的射孔层位于煤层顶板层的上方。
进一步地，所述桥塞为可钻桥塞、可取式桥塞或可溶桥塞；
对应地，步骤4中，可分别通过钻穿、取出或溶解的方式打通所述桥塞。
进一步地，所述步骤2中，采用喷砂射孔的方式进行射孔。
本发明的优点及有益效果是：
本发明中的煤层重复压裂方法可有效避免二次压裂液体和支撑剂进入原有压裂裂缝中，保证二次压裂形成的裂缝系统与原有压裂裂缝系统不重叠，进而增大了压裂改造范围；并且通过本发明方法改造的煤层气井，可实现原有压裂改造区域与二次压裂改造区域共同采气生产，在没有浪费原有压裂改造区域产能的同时，增加煤层气井的产气量。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明的一个实施例中煤层重复压裂方法的实施步骤图；
图2为本发明的一个实施例中煤层重复压裂的效果示意图。
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，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
本发明一个实施例中公开一种煤层重复压裂方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤1，向已开采的煤层气井的井筒内下桥塞，使桥塞坐封在原有射孔段的上部，隔离原有射孔段，防止二次压裂时压裂液体和支撑剂进入原有射孔段，影响原有压裂改造区域的产能。
步骤2，在与煤层接触的上方层位，选择位置重新射孔，让二次压裂的裂缝在煤层上方层位延伸，防止二次压裂产生的裂缝与原有压裂裂缝直接沟通，进而避免压裂改造不充分。
步骤3，通过井筒向新的射孔注入压裂液体和支撑剂，形成与原有压裂区域不重叠的二次压裂区域。
步骤4，打通桥塞，将二次压裂区域和原有压裂区域共同用于采气生产。
如图2所示，本实施例中的煤层重复压裂方法可有效避免二次压裂液体和支撑剂进入原有压裂裂缝中，保证二次压裂形成的裂缝系统与原有压裂裂缝系统不重叠，进而增大了压裂改造范围，实现了产气量的显著提升；并且通过该方法改造的煤层气井，可实现原有压裂改造区域与二次压裂改造区域共同采气生产，在没有浪费原有压裂改造区域产能的同时，增加煤层气井的产气量。
具体地，步骤3的注入过程分为两个阶段，包括：
前期注入段，此阶段以第一预设排量向井筒注入压裂前置液和沉砂控底微粒；其中，第一预设排量大于压裂前置液在新的射孔层位的虑失量，使二次压裂裂缝在新的射孔层位延伸足够长度。另外，为了防止二次压裂裂缝在垂直方向延伸并与原有压裂裂缝沟通，此阶段还注入了沉沙控底微粒，实现对前期压裂中垂直裂缝的封堵，避免二次压裂裂缝过早的垂直延伸，保证在二次压裂煤层后形成的裂缝系统与原有压裂裂缝系统不重叠，从而增大压裂改造范围。
后期注入段，此阶段以第二预设排量向井筒注入压裂前置液和支撑剂；待压裂裂缝在新的射孔层位延伸足够长度后，逐步提高注入排量至第二预设排量，增大裂缝内的净压力，使二次压裂裂缝向煤层垂直延伸，实现对煤层的压裂造缝，加入支撑剂的目的是对裂缝起到支撑作用。其中，第二预设排量产生的缝内净压力要大于射孔层位的最小主应力，使二次压裂裂缝可以向煤层垂直延伸。
第一预设排量小于第二预设排量。
优选地，在后期注入段，根据压裂缝隙在煤层顶板的延伸长度，逐步提高注入排量至第二预设排量。
优选地，沉砂控底微粒为预设粒度的粉沙，该预设粒度的粉沙可实现压裂控底的效果，防止裂缝向垂直方向延伸，当然也可以选用可达到裂缝控底效果的其他微粒，亦在本发明的保护范围内。
优选地，支撑剂为石英砂或陶粒，当然支撑剂也可以选用其他粒度合适且强度高的颗粒。
在一个实施例中，沉砂控底微粒和支撑剂分别与压裂前置液混合注入井筒。沉砂控底微粒和支撑剂可以在注入前分别与压裂前置液混合，也可以在注入时分别与压裂前置液混合。混合的方式可通过搅拌实现，例如把沉砂控底微粒或支撑剂与压裂前置液放入搅拌车内进行搅拌混合。
在一个实施例中，步骤2中，如图2所示，选择最小主应力大于原有射孔层位、但小于煤层上方层位顶板层的位置，进行射孔；其中，煤层上方层位顶板层指的是煤层顶板层之上的层位，该顶板层具有最高或较高的应力，在上述后期注入段时，由于顶板层的应力高，以第二预设排量注入的压裂前置液和支撑剂不会对顶板层进行压裂造缝，保证压裂裂缝水平和垂直向下延伸，进而防止无效压裂情况的发生。
优选地，步骤2中，选择的射孔层位于煤层顶板层的上方，使二次压裂裂缝在煤层顶板层的上方延伸，防止其与原有裂缝沟通。
在一个优选实施例中，桥塞为可钻桥塞、可取式桥塞或可溶桥塞，便于在二次压裂后打通桥塞，使原有压裂裂缝体系与二次压裂裂缝体系连通，实现原有压裂改造区域与二次压裂改造区域一起生产。
对应地，步骤4中，可分别通过钻穿、取出或溶解的方式打通桥塞。
在一个实施例中，步骤2中，采用喷砂射孔的方式进行射孔。为减小常规炮弹射孔对套管的损伤，降低套管损害发生几率，采用喷砂射孔的方式进行射孔，有效沟通煤层。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。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、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种煤层重复压裂方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1，向已开采的煤层气井的井筒内下桥塞，使所述桥塞坐封在原有射孔段的上部，隔离原有射孔段；
步骤2，在与煤层接触的上方层位，选择位置重新射孔；
步骤3，通过所述井筒向新的射孔注入压裂液体和支撑剂，形成与原有压裂区域不重叠的二次压裂区域；
步骤4，打通所述桥塞，将二次压裂区域和原有压裂区域共同用于采气生产；
所述步骤3的注入过程分为两个阶段，包括：
前期注入段，此阶段以第一预设排量向所述井筒注入压裂前置液和沉砂控底微粒，所述第一预设排量大于压裂前置液在新的射孔层位的虑失量；
后期注入段，此阶段以第二预设排量向所述井筒注入压裂前置液和支撑剂，所述第二预设排量产生的缝内净压力要大于射孔层位的最小主应力；
所述第一预设排量小于所述第二预设排量。
2.根据权利要求1所述的煤层重复压裂方法，其特征在于，在所述后期注入段，根据压裂缝隙在煤层顶板的延伸长度，逐步提高注入排量至所述第二预设排量。
3.根据权利要求1所述的煤层重复压裂方法，其特征在于，所述沉砂控底微粒为预设粒度的粉沙。
4.根据权利要求1所述的煤层重复压裂方法，其特征在于，所述支撑剂为石英砂或陶粒。
5.根据权利要求1所述的煤层重复压裂方法，其特征在于，所述沉砂控底微粒和所述支撑剂分别与所述压裂前置液混合注入所述井筒。
6.根据权利要求1所述的煤层重复压裂方法，其特征在于，所述步骤2中，选择最小主应力大于原有射孔层位、但小于煤层上方层位顶板层的位置，进行射孔。
7.根据权利要求6所述的煤层重复压裂方法，其特征在于，所述步骤2中，选择的射孔层位于煤层顶板层的上方。
8.根据权利要求1所述的煤层重复压裂方法，其特征在于，所述桥塞为可钻桥塞、可取式桥塞或可溶桥塞；
对应地，步骤4中，可分别通过钻穿、取出或溶解的方式打通所述桥塞。
9.根据权利要求1-8任一项所述的煤层重复压裂方法，其特征在于，所述步骤2中，采用喷砂射孔的方式进行射孔。
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