浅层页岩气压裂技术总结

1、 地质概况地质概况 第一部分第一部分 地质概况地质概况 沐爱区域乐平组煤层厚度等值线图沐爱区域乐平组煤层厚度等值线图 地质概况地质概况 乐平组煤层气勘探评价井位部署图乐平组煤层气勘探评价井位部署图 勘探开发目的层是二叠系上统乐平组勘探开发目的层是二叠系上统乐平组。乐平组自上而下发育乐平组自上而下发育 2#、3#、4#、7#、8#、9#煤层等六套煤层。其中，煤层等六套煤层。其中，2#、3#、7#、8# 煤层发育连续、稳定。煤层发育连续、稳定。 地质概况地质概况 l勘查区块内大部分区域的煤岩煤层气含气量大于勘查区块内大部分区域的煤岩煤层气含气量大于10m3/t； lYSL3、YSL4井的煤岩组分分

2、析以有机组分为主，占井的煤岩组分分析以有机组分为主，占85%； lYSL3、YSL4井分析煤岩灰分约井分析煤岩灰分约26%、挥发份约、挥发份约7%，全硫低于，全硫低于3%； l顶底板力学性质（如下表）顶底板力学性质（如下表） 编号深度(m) 抗压强度MPa 软化 系数 抗拉强度 MPa 弹性模量 104 MPa 泊松比 干燥状态饱和状态 YSL4-7+8顶313.59-314.026.93 3.01 0.43 0.311.138 0.24 YSL4-7+8底318.76-319.4015.52 7.53 0.49 0.781.267 0.23 层 位岩性深度/m 压力 与 层理 关系 抗压强度

3、 软化 系数 抗拉强 度 /MPa 变形特性 干燥 /MPa 饱和 /MPa 弹性模量 104 Mpa 泊 松 比 2+3煤底板细砂岩506.40-506.81 31.6 3 21.27 0.67 1.521.463 0.19 7+8煤顶板砂岩526.98-527.50 34.8 1 24.71 0.71 1.691.672 0.20 7+8煤底板砂岩535.37-536.05 18.1 7 11.84 0.65 0.941.258 0.23 YSL4井煤层及顶板岩石力学性质测定结果表井煤层及顶板岩石力学性质测定结果表 YSL3井煤层及顶板岩石力学性质测定结果表井煤层及顶板岩石力学性质测定结果

4、表 沐爱地区乐平组煤芯煤沐爱地区乐平组煤芯煤 层气含量测试结果层气含量测试结果 lYSL3、YSL4井井7+8#煤层含气饱和度测试较高；煤层含气饱和度测试较高； lYSL1井岩芯分析砂岩孔隙度小、渗透率低，是煤岩层很好的隔层。井岩芯分析砂岩孔隙度小、渗透率低，是煤岩层很好的隔层。 井号 主力 煤层 实测 含气量 储层 压力 水分灰分挥发分兰式体积兰式压力 饱 和 度 GCdafPMadAdVdafVLdafPLdaf S实 实 测测 YSL-037+825.659.061.01 28.90 10.81 44.80 2.57 73 % YSL-047+815.633.91 0.76 40.32

5、9.15 34.53 1.96 68 % YSL3和和4井乐平组煤岩含气饱和度数据表井乐平组煤岩含气饱和度数据表 沐爱沐爱YSL1煤层隔层孔隙度、渗透率实验数据煤层隔层孔隙度、渗透率实验数据 样品号岩心井号岩性 深度 (m) 层位 孔隙度 （%） 渗透率 （10-3m2） YSL10053YSL1深灰色粉砂岩608.30P13.110.000439 YSL10063YSL1深灰色砂岩604.87P3.020.000207 YSL1008 2顶YSL1深灰色砂岩595.71P2.950.0000245 地质概况地质概况 地质概况地质概况 井号 储层压力压力梯度渗透率 表皮 系数 调查半径储层温度

6、 MPa 10-2MPa/m md m C YSL2- 1V 6.40.960.02-0.385.7131.54 YSL3 9.061.750.0380.00174.8229. 5 YSL4 3.911.310.027-1.874.0825.9 YSL6 5.810.9360.18-1.515.1323.06 YSL11 8.81.020.02-3.44.9333.39 YSL14 5.871.060.12-3.449.7131.25 沐爱区域乐平组煤层注入沐爱区域乐平组煤层注入/压降试验数据表压降试验数据表 沐爱区域乐平组煤层地破试验数据表沐爱区域乐平组煤层地破试验数据表 井号 闭合压力 闭

7、合压力梯 度 破裂压力破裂压力梯度 压力计深 度 MPa 10-2MPa/m MPa 10-2MPa/mM YSL2-1V 11.851.7812.631.9663.93 YSL3 15.793.0516.743.23517.38 YSL4 15.895.3617.795.99296.64 YSL6 13.572.1914.042.26621.28 YSL11 15.91.8216.611.91855.65 YSL14 10.941.9311.372.01550.38 l试井分析结果试井分析结果 渗透率渗透率0.0200.18md， 渗透性较差；储层压力渗透性较差；储层压力 梯度梯度0.941

8、.7510- 2MPa/m，为常压高 ，为常压高 压储层，地层倾角大的压储层，地层倾角大的 区域高于地层倾角平缓区域高于地层倾角平缓 区域；闭合压力梯度区域；闭合压力梯度 1.785.3510- 2MPa/m， ，较高异常较高异常 高，随地层倾角增加而高，随地层倾角增加而 升高。升高。 地质概况地质概况 l岩石力学实验岩石力学实验 岩心号 岩 性 取 芯 深 度 m 实验条件实验结果 围压MPa 杨氏模量 MPa 泊松比 体积压缩系数 1/MPa 抗压强度 MPa 2号 煤 岩 594.91- 595.20 856900.26310-481.3 井号岩心号 取芯深度 m 岩性 实验条件实验结果

9、（MPa） 围压MPa抗压强度地层最小主应力 Z105井 509-1号 594.91-595.2煤岩 569.9 9.7 509-3号15100.9 Z105井岩心三轴试验结果井岩心三轴试验结果 Z105井岩心地应力大小结果井岩心地应力大小结果 昭昭105井岩石力学实验显示，煤层杨氏模量低，井岩石力学实验显示，煤层杨氏模量低， 泊松比高，地层最小主应力泊松比高，地层最小主应力9.7MPa。 地质概况地质概况 l工区煤层总体特征工区煤层总体特征 （1）煤层集中发育于）煤层集中发育于二叠系上统乐平组（二叠系上统乐平组（P2l）的上岩性段，区域内）的上岩性段，区域内2#、 3#、7#、8#煤层普遍发

10、育煤层普遍发育，局部发育，局部发育4#、9#煤层，煤层， （2）煤层顶、底板岩性，以泥岩、炭质泥岩为主煤层顶、底板岩性，以泥岩、炭质泥岩为主，局部为泥质粉砂岩或，局部为泥质粉砂岩或 细砂岩。细砂岩。 （3）煤岩）煤岩渗透性较差渗透性较差，储层压力为常压。，储层压力为常压。 （4）煤层的）煤层的闭合应力较高，闭合应力较高，基本在基本在0.018MPa/m以上，压裂改造效果可能以上，压裂改造效果可能 以形成以形成水平缝水平缝为主。为主。 （5）各煤层含气量均较高，）各煤层含气量均较高，2#、3#、8#煤层局部区域较低煤层局部区域较低 （6）煤层含水量较少。）煤层含水量较少。 （7）粘土矿物）粘土矿

11、物20%左右。左右。 （8）杨氏模量低，泊松比高，煤层软杨氏模量低，泊松比高，煤层软。 （9）微裂缝较发育微裂缝较发育，主次裂隙近直角相交，充填物主要为粘土。，主次裂隙近直角相交，充填物主要为粘土。 第二部分第二部分 设计依据与压裂工艺设计依据与压裂工艺 煤层节理、裂缝发育，压裂液效率低、滤失大，煤层节理、裂缝发育，压裂液效率低、滤失大， 难以形成长缝；难以形成长缝； 煤层低温、易吸附，易受伤害；煤层低温、易吸附，易受伤害； 支撑剂反吐、煤粉反吐难以控制。支撑剂反吐、煤粉反吐难以控制。 煤岩较软，人工裂缝形态复杂，形成的裂缝不规煤岩较软，人工裂缝形态复杂，形成的裂缝不规 则。则。 煤层压裂难点

12、煤层压裂难点 设计总体原则： （1）选择性能较好的液体，尽量降低对储层的伤害； （2）选择对储层最有利的支撑剂组合，充填微裂缝，利于主缝 延伸，提高导流能力； （3）单井采用常规压裂，丛式井采用干扰压裂工艺； （4）预防支撑剂、煤粉返吐及镶嵌敏感； （5）在获得初步效果的基础上进行多种模式评价； （6）在对比、总结、评估的基础上选择更适合本区的压裂模式。 设计原则设计原则 压裂工艺设计压裂工艺设计 1）采用粉砂降滤）采用粉砂降滤 减小压裂液向地层的滤失速度，减少煤粉的出量； 同时 裂缝向下延伸起到很好的遮挡作用； 2）选择干净活性水，降低伤害）选择干净活性水，降低伤害 瓜胶冻胶类植物胶压裂液，

13、对煤层伤害率达8789%。 纤维素胶清洁压裂液伤害率在40%左右。活性水对储层的伤 害在20%左右。 工艺设计工艺设计 （3）用覆膜砂覆膜砂将支撑剂网在套管以外，采用小排量过顶替； 选择性中上部进行射孔。 （4）采用三维压裂软件三维压裂软件模拟优化结果设计加砂方案。 工艺设计工艺设计 根据浙江油田页岩气项目部要求，以沐爱储层地质特征根据浙江油田页岩气项目部要求，以沐爱储层地质特征 为依据，进行为依据，进行三种模式压裂设计三种模式压裂设计，形成以，形成以光套管注入、高排光套管注入、高排 量、活性水携砂量、活性水携砂为主的煤层气压裂配套工艺技术。为主的煤层气压裂配套工艺技术。 模式模式液体配方液体

14、配方支撑剂组合支撑剂组合 YSL1YSL1模式模式0.1%0.1%杀菌剂杀菌剂+2%KCL+2% 表面活性剂表面活性剂+1%煤粉分煤粉分 散剂散剂 5050100目石英砂目石英砂+20 40目石英砂目石英砂 + +可固化覆膜石英砂可固化覆膜石英砂 中间模式中间模式0.05%0.05%杀菌剂杀菌剂 +2%KCL+1%表面活性剂表面活性剂 5050100目石英砂目石英砂+20 40目石英砂目石英砂 山西模式山西模式0.05%0.05%杀菌剂杀菌剂+1%KCL5050100目石英砂目石英砂+20 40目石英砂目石英砂 三种模式设计三种模式设计 工艺设计工艺设计 模式液体 杀菌率 (%) 润湿角 表面

15、 张力 伤害率 （%） 1# 山西模式0.05%杀菌剂+1%KCL955034.424.6 2# YSL1井模式 0.1%杀菌剂+2%KCL+2%表面活 性剂+1%煤粉分散剂 9944.823.514.4 3# 中间模式 0.05%杀菌剂+2%KCL+1%表面 活性剂 985028.621.2 三种压裂液体系的液体性能数据表三种压裂液体系的液体性能数据表 支撑剂：支撑剂： 1、石英砂：要求在、石英砂：要求在28MPa条件下，破碎率条件下，破碎率14%； 2、低温可固化覆膜石英砂：在、低温可固化覆膜石英砂：在52MPa条件下，破碎率条件下，破碎率5%； 3、导流能力：在、导流能力：在15MPa条

16、件下石英砂的导流能力条件下石英砂的导流能力90m2.cm。 工艺设计工艺设计 l压裂施工管柱结构压裂施工管柱结构：光套管压裂方式；：光套管压裂方式； l压裂施工工序压裂施工工序：通井：通井洗井洗井射孔射孔下部层加砂压裂下部层加砂压裂 关井关井放喷放喷填砂填砂上部层加砂压裂上部层加砂压裂放喷、返排放喷、返排下泵。下泵。 注入方式钢级 下入深度 m 外径 mm 壁厚 mm 内径 mm 抗内压强度 MPa 抗外挤强度 MPa 51/2套管N80 139.707.72124.2653.3643.29 压裂管柱结构数据表压裂管柱结构数据表 序号设备名称单位数量负责单位 12000型压裂车台5 2混砂车台

17、1 3仪表车台1 4高压管汇车台1 5低压管汇车台1 6配液车台1 7砂罐车满足分装20/40目石英砂要求 8液罐满足承装800m3活性水要求 压裂施工设备备用表压裂施工设备备用表 工艺设计工艺设计 工艺设计工艺设计 1）施工砂堵的处理预案）施工砂堵的处理预案 施工砂堵：立即停泵，用2mm油嘴控制放喷，放通后，用压裂车 返洗井。洗通后，再试挤，如压力正常，再正常加砂。 2）施工中异常情况的处理预案）施工中异常情况的处理预案 （1）压力上升过快（通常净压力与时间双对数曲线斜率大于1） 或压力急剧下降：停止加砂，开始顶替。 （2）井口或地面管线漏：立即停泵，关井口闸门，整改后重新施 工，如是注前置

18、液阶段，前置液量要适当多打；如是加砂阶段， 则开始顶替，如已无法顶替，则用油嘴控制放喷。 砂堵与异常情况的处理砂堵与异常情况的处理 自自2012年年6月月6日至日至11月月15日，共设计施工日，共设计施工29 井次井次54个层位的压裂施工。个层位的压裂施工。 压裂工作量压裂工作量 第三部分第三部分 压裂工作量完成情况压裂工作量完成情况 井组井组层数层数YSL1YSL1井模式井模式中间模式中间模式山西模式山西模式 YSL10214644 YSL2048422 YSL190114644 12口单井口单井18 压裂工作量压裂工作量 压裂施工井统计压裂施工井统计 压裂工作量压裂工作量 l 10个层位施

19、工顺利；个层位施工顺利； l4个层位在施工过程中出现加砂困难的情况；个层位在施工过程中出现加砂困难的情况； l以以YSL105-2井井C2+C3号层最为典型，该井因加砂号层最为典型，该井因加砂 未达到设计要求返工一次。未达到设计要求返工一次。 102井组井组7口井施工简况：口井施工简况： 压裂工作量压裂工作量 l 12个层位施工顺利；个层位施工顺利； l2个层位在加砂施工过程中出现压力上升快的情况个层位在加砂施工过程中出现压力上升快的情况； l1901-1和和1901-3井在施工过程中出现了互串的现象，井在施工过程中出现了互串的现象， 后面的井层采取了中途停泵的措施成功避免了互串后面的井层采取

20、了中途停泵的措施成功避免了互串 的情况。的情况。 1901井组井组7口井施工简况：口井施工简况： 压裂工作量压裂工作量 l204井组井组4口井口井8个层位施工均比较顺利。个层位施工均比较顺利。 l12口单井口单井18个层位中个层位中YSL33一口井施工压力较高。一口井施工压力较高。 其它井组施工简况：其它井组施工简况： 施工规模小结施工规模小结 第四部分第四部分 施工规模与典型井例分析施工规模与典型井例分析 C2+C3层：层：压裂液平均用量：压裂液平均用量： 631.6m3；平均加砂量；平均加砂量 19.3m3；施工排量：；施工排量： 5-7.2m3/min；平均砂；平均砂 比比7.1%。 C

21、7+C8层：层：压裂液平均用量：压裂液平均用量：736.5m3；平均加砂量：；平均加砂量： 41m3；施工排量：；施工排量： 5-7.2m3/min；平均砂；平均砂 比比8.2%。 压裂分析压裂分析 C2+C3层：层：地层破裂压力：地层破裂压力：13.3-26.5MPa； 平均停泵压力：平均停泵压力：17.1MPa C7+C8层：层：破裂压力破裂压力:22.7-46MPa； 平均停泵压力：平均停泵压力：16.4MPa 38%左右的井没有明显的破裂压力。左右的井没有明显的破裂压力。 破裂压力变化幅度大，说明各井的岩石物性破裂压力变化幅度大，说明各井的岩石物性 差异大，储层在平面上的非均质性较强。

22、差异大，储层在平面上的非均质性较强。 施工压力施工压力 压裂分析压裂分析 施工顺利井施工顺利井 典型井例分析典型井例分析 YSL1901-6 射孔数据表射孔数据表 测井解释成果测井解释成果 井 号压裂层序煤层号 射孔井段 备 注 顶深（m） 底深（m）厚度（m） YSL1901-6第二层 C2 611.8 612.6 0.8 C3 623.1 624.1 1.0 626.1 627.0 0.9 施工顺利井施工顺利井 典型井例分析典型井例分析 YSL1901-6 储层特点储层特点压裂难点压裂难点压裂对策压裂对策 薄互层分布，储薄互层分布，储 隔层应力差较小隔层应力差较小 单层进液量小，缝内单层进

23、液量小，缝内 摩阻高，缝高控制难摩阻高，缝高控制难 （1 1）分）分C2+C3C2+C3和和C7+C8C7+C8分层压裂，分层压裂， 采取填砂分层法；采取填砂分层法； （2 2）前置液变排量造缝、多级）前置液变排量造缝、多级 段塞打磨段塞打磨 低杨氏模量低杨氏模量 塑性强、支撑剂易嵌塑性强、支撑剂易嵌 入入 高强度支撑剂尾追高强度支撑剂尾追 压后压降速率大压后压降速率大滤失较大滤失较大 前置液段塞降滤、低起步小增前置液段塞降滤、低起步小增 幅多级加砂幅多级加砂 闭合应力梯度高，闭合应力梯度高， 区域非均质性强；区域非均质性强； 室内实验及可借室内实验及可借 鉴资料少鉴资料少 裂缝形态复杂，扩展

24、裂缝形态复杂，扩展 规律和区域应力条件规律和区域应力条件 认识有限认识有限 合理排量、优化前置液百分数、合理排量、优化前置液百分数、 加强施工过程中的实时调控加强施工过程中的实时调控 压裂难点与对策压裂难点与对策 施工顺利井施工顺利井 典型井例分析典型井例分析 YSL1901-6 山西模式配方：山西模式配方：0.05%杀菌剂杀菌剂+1%KCL 三维压裂软件模拟优化结果： 裂缝剖面 施工排量 m3/min5-7支撑缝长 m73.36 前置液量m3285动态缝长 m78.25 携砂液量 m3420缝高m15.55 顶替液量 m37.2支撑剂量 m328.7 总液量 m3750 平均砂液比 %8.1

25、 加砂方案加砂方案 施工顺利井施工顺利井 典型井例分析典型井例分析 YSL1901-6 压裂液用量：压裂液用量：712 m3 加砂量28.7m3；施工排量施工排量 5-7m3/min；平均砂比平均砂比8.1% 施工压力施工压力18.7-22.4MPa 该井破裂压力明显（该井破裂压力明显（23MPa），排量提至），排量提至7m3/min时时 裂缝均匀延伸，造逢充分；也说明裂缝连通性好，充填物裂缝均匀延伸，造逢充分；也说明裂缝连通性好，充填物 少，具有一定的渗透性。少，具有一定的渗透性。 施工顺利井施工顺利井 典型井例分析典型井例分析 YSL102-5 中间模式配方：中间模式配方：0.05%杀菌剂

26、杀菌剂+1%KCL+1%表面活性剂表面活性剂 YSL102-5井井C2+C3号层号层破裂压力明显破裂压力明显，易造缝且造缝比较充分，易造缝且造缝比较充分，煤层进煤层进 砂后不敏感，压裂施工难度小砂后不敏感，压裂施工难度小。该井的设计思路是，在小排量的水力作用下将。该井的设计思路是，在小排量的水力作用下将 地层压开，逐步提高排量扩充缝宽和逢高且增加逢长同时将近井地带的煤粉推地层压开，逐步提高排量扩充缝宽和逢高且增加逢长同时将近井地带的煤粉推 至裂缝远端，利用粉砂进行降低裂缝滤失率，同时两步段塞反复打磨裂缝边角，至裂缝远端，利用粉砂进行降低裂缝滤失率，同时两步段塞反复打磨裂缝边角， 加砂中后期设计

27、中顶，试探地层敏感程度，确保达到设计改造的目的。加砂中后期设计中顶，试探地层敏感程度，确保达到设计改造的目的。 施工顺利井施工顺利井 典型井例分析典型井例分析 YSL1901-1 YSL1模式配方：模式配方： 0.1%0.1%杀菌剂杀菌剂+2%KCL+2%表面活性剂表面活性剂+1%煤粉分散剂煤粉分散剂 YSL1901-1井井C7+C8#总液量总液量1035m3，加砂量，加砂量37.7m3；平均砂比；平均砂比8.2%. 该井该井破裂压力不明显，破裂压力不明显，施工压力：施工压力：25-32MPa，砂比从砂比从3%依次提高到依次提高到14.9%。 加砂中期压力出现明显下降（加砂中期压力出现明显下降

28、（ 18MPa），但加砂施工顺利。），但加砂施工顺利。 分析该井层多裂缝发育，裂缝处于半充填状态，虽有一定滤失，但滤失不大。分析该井层多裂缝发育，裂缝处于半充填状态，虽有一定滤失，但滤失不大。 施工异常井施工异常井 典型井例分析典型井例分析 YSL102-6 中间模式配方：中间模式配方： 0.05%杀菌剂杀菌剂+1%KCL+1%表面活性剂表面活性剂 测井解释数据测井解释数据 施工异常井施工异常井 典型井例分析典型井例分析 YSL102-6（C2+3) 异常点：压力上升快、波动明显。异常点：压力上升快、波动明显。 在注完前置液在注完前置液开始以开始以3%砂比加砂比加50/100目粉砂，加至目粉砂

29、，加至1 m3时由于压力有上升的趋势停砂时由于压力有上升的趋势停砂需改变施工程序。需改变施工程序。 难度分析：难度分析： 该井施工难度大，煤层偏向于多孔、松散该井施工难度大，煤层偏向于多孔、松散 至弱胶结状态，不利于人工裂缝形成，压裂过至弱胶结状态，不利于人工裂缝形成，压裂过 程中煤层进砂敏感。程中煤层进砂敏感。 技术措施：技术措施： 1 1、减少粉砂使用量，防止通道堵塞；、减少粉砂使用量，防止通道堵塞； 2 2、采取多级段塞式加砂；、采取多级段塞式加砂； 3 3、适当降低砂比；、适当降低砂比； 施工异常井施工异常井 典型井例分析典型井例分析 YSL102-6 施工异常井施工异常井 典型井例分

30、析典型井例分析 YSL102-6 结果：结果：用液用液347.9 m3，分分四个段塞四个段塞，设计加砂，设计加砂10.1m3实际加实际加砂砂10.9 m3 ，其中，其中50/100目粉砂目粉砂1 m3，20/40目石英砂目石英砂9.9 m3，砂比，砂比3%-8.9%，平均，平均 砂比砂比5.9%。施工施工压力压力29.1-23.1（Mpa），停泵压力），停泵压力17.4。30min后压降后压降 到到12.3Mpa。 施工异常井施工异常井 典型井例分析典型井例分析 YSL31、YSL32、YSL33对比分析对比分析 YSL31施工异常情况：施工异常情况：起始压力高达起始压力高达33MPa、被迫停

31、泵，重新施工时地、被迫停泵，重新施工时地 层进砂敏感，多级段塞加砂也没达到设计加砂量。层进砂敏感，多级段塞加砂也没达到设计加砂量。 设计加砂量设计加砂量27.59m3、砂比、砂比10.2%；实际加砂；实际加砂9.9m3、砂比、砂比5.5%； 施工异常井施工异常井 典型井例分析典型井例分析 YSL31、YSL32、YSL33对比分析对比分析 YSL32施工异常情况：同施工异常情况：同YSL31。 设计加砂量设计加砂量24.71m3、砂比、砂比10.5%；实际加砂；实际加砂19.2m3、砂比、砂比7%； 施工异常井施工异常井 典型井例分析典型井例分析 YSL31、YSL32、YSL33对比分析对比

32、分析 YSL33井技术措施：井技术措施： 1）起泵压力较高时，降低或取消段塞中的粉砂使用量，）起泵压力较高时，降低或取消段塞中的粉砂使用量， 改为改为中砂打磨中砂打磨； 2）设计）设计两套方案两套方案，压力较高或段塞进入地层后压力升，压力较高或段塞进入地层后压力升 高影响后期施工可酌情提高前置液使用比例，执行备用高影响后期施工可酌情提高前置液使用比例，执行备用 泵注程序（第二套方案），砂比控制在泵注程序（第二套方案），砂比控制在10%以内；以内； 施工异常井施工异常井 典型井例分析典型井例分析 YSL31、YSL32、YSL33对比分析对比分析 项目 序号 液体 名 称 排 量 m3/min

33、纯液量 m3 砂 比 携砂液密度 t/m3 砂 量 m3 累计砂量 m3 时间 min 累计 液量 m3 加砂 类型 1 前置 液 3-54511545 5-633.531.031.011.015.6879.150/100目粉砂 5-620103.3399.1 20/40目 石英砂 5-633.531.031.012.015.68133 5-6651010.8198 前置液合计1972.012.0140.5198 2 携砂 液 5-65531.031.653.669.33254 5-65041.0425.668.53305 5-64051.0527.666.87347 5-63571.152.

34、4510.16.08383 5-63091.182.712.85.27415 5-610101.2113.81.77425 5-68.312 1.23 114.81.48434 20/40目 覆膜砂 携砂液合计228.312.814.839.3434 3 顶替 液 5-69.811.63444 合 计435.114.814.881.5444 备注 1)根据施工压力情况，泵注排量控制在5.07.0方。 2) 如果滤失过高，增加50方前置液，如滤失不大可减少粉砂用量，后期无法提高砂比至设计值，则后期砂比控制在10%以内 3) 顶替液阶段采用“逐台停车”的方法降低顶替排量 4）按设计要求,严格控制顶

35、替量，施工限压50MPa YSL33井施工方案一 施工异常井施工异常井 典型井例分析典型井例分析 YSL31、YSL32、YSL33对比分析对比分析 YSL33井施工方案二 项目 序号 液 体 名 称 排 量 m3/min 纯液量 m3 砂 比 携砂液 密度 t/m3 砂 量 m3 累计砂量 m3 时间 min 累计 液量 m3 加砂 类型 1 前 置 液 1.7-455118.355 5-5.233.531.031.011.016.8289.150/100目粉砂 5-5.227105.4116 20/40目 石英砂 5-5.233.531.031.012.016.82150 5-5.2651

36、013215 前置液合计2142.012.0150.4215 2 携 砂 液 5-5.24531.031.353.369.16261 5-5.24541.041.85.169.22307 5-5.23551.051.756.917.21343 5-5.23271.152.249.156.67376 5-5.22091.181.8114.22398 5-5.210101.21122.12408 5-5.28.312 1.23 112.91.78417 20/40目 覆膜砂 携砂液合计195.310.912.940.4417 3 顶 替 液 5-5.29.811.96427 合 计419.112.

37、912.992.7427 备注 1)根据施工压力情况，泵注排量控制在1.7-5.2方。 2) 如果滤失过高，增加50方前置液，如滤失不大可减少粉砂用量，后期无法提高砂比至设计值，则后期砂比控制在10%以内 3) 顶替液阶段采用“逐台停车”的方法降低顶替排量 4）按设计要求,严格控制顶替量，施工限压50MPa 施工异常井施工异常井 典型井例分析典型井例分析 YSL31、YSL32、YSL33对比分析对比分析 因压力高采用第二套方案，设计加砂量因压力高采用第二套方案，设计加砂量12.9m3、砂比、砂比6.6%； 实际加砂实际加砂13m3、砂比、砂比7%； 施工异常井施工异常井 典型井例分析典型井例

38、分析 YSL31、YSL32、YSL33对比分析对比分析 通过通过3口井的施工情况分析口井的施工情况分析,认为：认为：该块原始地层压力较高该块原始地层压力较高, 天然裂缝较发育天然裂缝较发育,滤失较大造成地层进砂敏感滤失较大造成地层进砂敏感,借鉴借鉴YSL31井、井、 YSL32井的施工经验，优化了井的施工经验，优化了YSL33井的施工程序，井的施工程序，才用小排才用小排 量下裂缝起造，然后试探性的逐步提高排量，增加前置液比列，量下裂缝起造，然后试探性的逐步提高排量，增加前置液比列， 经现场压力情况分析，该层压裂不具备采用粉砂降滤的条件，经现场压力情况分析，该层压裂不具备采用粉砂降滤的条件，

39、决定取消两个粉砂的段塞，改用中砂打磨，且试探地层吞砂能决定取消两个粉砂的段塞，改用中砂打磨，且试探地层吞砂能 力，正式加砂阶段砂比在小阶段下逐步提高，最高砂比控制在力，正式加砂阶段砂比在小阶段下逐步提高，最高砂比控制在 10%以下。施工中后期压力平稳，顺利完成施工任务。以下。施工中后期压力平稳，顺利完成施工任务。 问题分析问题分析 第五部分第五部分 压裂问题分析压裂问题分析 通过压裂井的施工分析，可以看出：使用通过压裂井的施工分析，可以看出：使用 活性水压裂液由于滤失的活性水压裂液由于滤失的 影响，相对用液量影响，相对用液量 较大；煤层气压裂多裂缝、裂缝形态复杂的较大；煤层气压裂多裂缝、裂缝形

40、态复杂的 特点，使裂缝前进的流体阻力增大，从而使特点，使裂缝前进的流体阻力增大，从而使 部分井层施工时出现异常压力值。部分井层施工时出现异常压力值。 进一步分析施工曲线，施工压力的主要有进一步分析施工曲线，施工压力的主要有 四种类型：四种类型： （1）压力比较稳定压力比较稳定：现场乐平组煤层施工占现场乐平组煤层施工占43%左右左右， 造逢和滤失与注入达到动态平衡，裂缝内压力基本稳 定。这是比较好的类型，容易达到设计要求的加砂量。 （2）压力波动类型压力波动类型：现场乐平组煤层施工占现场乐平组煤层施工占40%左右左右， 由于煤层内渗透率和应力的非均质性以及煤层裂缝和 微裂缝发育：导致滤失量和裂缝

41、缝宽的频繁变化，难 以稳定。这种异常压力类型必须控制排量和砂比。 问题分析问题分析 问题分析问题分析 压力稳定型压力稳定型 压力波动型压力波动型 压力上升型压力上升型 压力下降型压力下降型 施工曲线分析施工曲线分析 （3）压力上升：压力上升：最难施工的类型。现场乐平组煤层施现场乐平组煤层施 工占工占15%左右左右，可能是由于煤层渗透率较差或较致密， 造成缝长的扩展受到限制，如果上升太快，可能是由于 煤粉运移到裂缝端部或支撑剂桥堵。 （4）压力下降：压力下降：比较理想类型，现场乐平组煤层施工现场乐平组煤层施工 占占2%左右左右，表明天然裂缝系统正在连通。但应注意低应 力层等影响. 由于煤层孔隙结

42、构和渗流特性的复杂性，压裂施工由于煤层孔隙结构和渗流特性的复杂性，压裂施工 效果不能仅仅依靠现场施工曲线，还应结合地质构造和效果不能仅仅依靠现场施工曲线，还应结合地质构造和 将来的排采效果进行综合评价。将来的排采效果进行综合评价。 问题分析问题分析 l通过对通过对102井组井组7井次井次14个层位的压裂情况，可以看出在同一个层位的压裂情况，可以看出在同一 井组，同一层号的煤层地质参数差异较大，非均质性强；井组，同一层号的煤层地质参数差异较大，非均质性强； l随着压裂裂缝的延伸，部分人工裂缝沟通了更多的天然裂隙，随着压裂裂缝的延伸，部分人工裂缝沟通了更多的天然裂隙， 从而加大滤失条件；从而加大滤

43、失条件； l压裂施工压力升高，天然裂隙内流体压力升高，裂隙扩张增压裂施工压力升高，天然裂隙内流体压力升高，裂隙扩张增 加导致滤失加大；加导致滤失加大； l由于煤层本身的低渗和可塑性，在导致裂隙扩张的同时也能由于煤层本身的低渗和可塑性，在导致裂隙扩张的同时也能 形成了形成了“压缩带压缩带”。 问题分析问题分析 结合储层分析结合储层分析 l渗透率渗透率0.0200.18md，渗透性较差，渗透性较差 l储层压力梯度储层压力梯度0.941.7510-2MPa/m l闭合压力梯度闭合压力梯度1.785.3510-2MPa/m l闭合应力较高，基本在闭合应力较高，基本在0.018MPa/m以上以上 v人工

44、裂缝形态复杂，既有水平缝又有垂直缝，或水平缝和垂人工裂缝形态复杂，既有水平缝又有垂直缝，或水平缝和垂 直缝交错形成；直缝交错形成； v同一井组裂缝走向因素的影响导致压裂施工中互串的现象；同一井组裂缝走向因素的影响导致压裂施工中互串的现象； 问题分析问题分析 目前面临的施工难题目前面临的施工难题 问题分析问题分析 1 1、对储层的认识还不到位，、对储层的认识还不到位， 特别是特别是C2+C2+C C3 3层；层； 2 2、平面构造不是很清楚，是、平面构造不是很清楚，是 否存在断层、储层变化；否存在断层、储层变化； 目前面临的施工难题目前面临的施工难题 第六部分第六部分 下步改进意见与建议下步改进

45、意见与建议 l 结合前段时间所施工过的压裂井的经结合前段时间所施工过的压裂井的经 验，去伪存真，反复进行裂缝模拟，验，去伪存真，反复进行裂缝模拟， 确保设计质量；确保设计质量； l 根据浙江油田各级领导的安排，以整根据浙江油田各级领导的安排，以整 体设计为指导思路，借鉴前期施工成体设计为指导思路，借鉴前期施工成 功和失败的经验与教训，保质保量完功和失败的经验与教训，保质保量完 成后面的工作。成后面的工作。 l加大压裂起始阶段低排量的用液量，防止压敏且有利加大压裂起始阶段低排量的用液量，防止压敏且有利 于煤层开裂；于煤层开裂； l加大前置液用量到总液量的加大前置液用量到总液量的40-50%； l

46、分段注砂打磨降低施工难度，根据区块情况调整段塞分段注砂打磨降低施工难度，根据区块情况调整段塞 砂的使用类型和使用比例，段塞阶段砂比应控制在砂的使用类型和使用比例，段塞阶段砂比应控制在5% 以内。以内。 l减少粉砂，加大减少粉砂，加大20/40目砂（或低密度砂）用量；目砂（或低密度砂）用量； l降低施工的平均砂比到降低施工的平均砂比到10%左右。左右。 改进意见改进意见 下步初步改进意见下步初步改进意见 l 大液量活性水压裂液，将煤粉冲至裂缝远端大液量活性水压裂液，将煤粉冲至裂缝远端; l 前置液以较高的比例泵注细砂后，堵塞高渗层及降前置液以较高的比例泵注细砂后，堵塞高渗层及降 滤，有利于起泵后

47、沿面割理发育的水平缝的延伸；滤，有利于起泵后沿面割理发育的水平缝的延伸； l 对潜在天然裂缝发育的地层，宜将前置液百分数与对潜在天然裂缝发育的地层，宜将前置液百分数与 净压力大小及潜在天然裂缝的临界张开压力有机统一净压力大小及潜在天然裂缝的临界张开压力有机统一 起来，防止过高的前置液量造成早期砂堵的现象出现起来，防止过高的前置液量造成早期砂堵的现象出现。 改进意见改进意见 下步初步改进意见下步初步改进意见 l携砂液达到携砂液达到50%左右后将高砂比支撑剂过顶入煤层后左右后将高砂比支撑剂过顶入煤层后 停泵停泵15-30min； l重新施工，将支撑剂冲至裂缝远端，且将支撑剂充填重新施工，将支撑剂冲

48、至裂缝远端，且将支撑剂充填 在裂缝的远端，并且煤层中部分区块应力发生变化，在裂缝的远端，并且煤层中部分区块应力发生变化， 有利于防止邻井压裂裂缝互串。有利于防止邻井压裂裂缝互串。 改进意见改进意见 下步初步改进意见下步初步改进意见 改进意见改进意见 下步初步改进意见下步初步改进意见 压裂施工改造是开采煤层气的重要方法，压裂施工改造是开采煤层气的重要方法， 以套管注入、高排量、活性水携砂为主的以套管注入、高排量、活性水携砂为主的 煤层气清水压裂配套技术基本满足了乐平煤层气清水压裂配套技术基本满足了乐平 组改造的要求；但目前该工艺技术尚不完组改造的要求；但目前该工艺技术尚不完 善，压裂液、支撑剂等

49、技术是借鉴的外部善，压裂液、支撑剂等技术是借鉴的外部 经验，施工参数及工艺有待于优化研究。经验，施工参数及工艺有待于优化研究。 下下 步步 建建 议议 下下 步步 建建 议议 为摸索高效开采煤层气的储层改造技为摸索高效开采煤层气的储层改造技 术，针对沐爱探区浅层乐平组地层低孔低术，针对沐爱探区浅层乐平组地层低孔低 渗、多裂缝等复杂特点，建议：渗、多裂缝等复杂特点，建议： 1 1、开展储层敏感性研究，搞清煤气层的、开展储层敏感性研究，搞清煤气层的 伤害因素，为减少储层污染、提高改伤害因素，为减少储层污染、提高改 造技术和减少排采见气时间打下基础造技术和减少排采见气时间打下基础； 下下 步步 建建

50、 议议 2 2、在前期压裂技术的基础上，结合煤层、在前期压裂技术的基础上，结合煤层 的实际条件，以储层地应力研究为基的实际条件，以储层地应力研究为基 础，开展不同压裂方式的裂缝形态、础，开展不同压裂方式的裂缝形态、 导流能力研究以及压裂液对储层伤害导流能力研究以及压裂液对储层伤害 研究，通过综合研究，确定合理的裂研究，通过综合研究，确定合理的裂 缝参数和压裂改造优化设计方案。以缝参数和压裂改造优化设计方案。以 进一步提高压裂的针对性和成功率。进一步提高压裂的针对性和成功率。 lYSL3、YSL4井井7+8#煤层含气饱和度测试较高；煤层含气饱和度测试较高； lYSL1井岩芯分析砂岩孔隙度小、渗透

51、率低，是煤岩层很好的隔层。井岩芯分析砂岩孔隙度小、渗透率低，是煤岩层很好的隔层。 井号 主力 煤层 实测 含气量 储层 压力 水分灰分挥发分兰式体积兰式压力 饱 和 度 GCdafPMadAdVdafVLdafPLdaf S实 实 测测 YSL-037+825.659.061.01 28.90 10.81 44.80 2.57 73 % YSL-047+815.633.91 0.76 40.32 9.15 34.53 1.96 68 % YSL3和和4井乐平组煤岩含气饱和度数据表井乐平组煤岩含气饱和度数据表 沐爱沐爱YSL1煤层隔层孔隙度、渗透率实验数据煤层隔层孔隙度、渗透率实验数据 样品号岩心井号岩性 深度 (m) 层位 孔隙度 （%） 渗透率 （10-3m2） YSL10053YSL1深灰色粉砂岩608.30P13.110.000439 YSL10063YSL1深灰色砂岩604.87P3.020.000207 YSL1008 2顶YSL1深灰色砂岩595.71P2.950.0000245 地质概况地质概况 设计总体原则： （1）选择性能较好的液体，尽量降低对储层的伤害； （2）选择对储层最有利的支撑剂组合，充填微裂缝，利于主缝 延伸，提高导流能力