煤层气压裂和排采技术

1、煤层气压裂和排采技术煤层气压裂和排采技术第1页前 言煤层压裂是煤层气开发利用关键和关键。近年来，煤层压裂在技术上已经有很大进步，在应用上已取得显著成效，但也暴露出一些重大问题，亟待转变思想，大胆创新，以煤层压裂技术革命形式，用非常规伎俩（这里提出非常规体积压裂）处理制约这种非常规资源勘探开发技术难题和瓶颈，真正实现煤层气井长久高产稳产这里，首先归纳煤层压裂地质特征，揭示煤层压裂裂缝规律，分析煤层气采出机制；然后，以此为基础，探讨煤层压裂技术革命发展方向、实现路径、可行方案和配套办法，并专门针对煤层气排采技术进行深入探索煤层气压裂和排采技术第2页汇 报 提 纲煤层压裂地质特征煤层压裂裂缝规律煤层

2、气采出机制煤层压裂技术革命发展方向煤层压裂技术革命实现路径煤层压裂技术革命可行方案煤层压裂技术革命配套办法结论、展望与提议煤层气压裂和排采技术第3页一.煤层压裂地质特征含有复杂演化史和结构变形史，结构样式复杂，变质作用类型多，平面及纵向上非均质性强测井资料统计分析韩城区块3#、5#、11#在纵向上非均质性煤层气压裂和排采技术第4页一.煤层压裂地质特征展现层状结构，煤岩多孔涣散、胶结程度较弱区块参数名称数据单位备注韩城区块泊 松 比0.33无因次3#弹性模量3350.2 MPa泊 松 比0.32 无因次5#弹性模量3656.1 MPa泊 松 比0.31无因次11#弹性模量5220.4 MPa三交

3、区块泊 松 比0.26 无因次5#弹性模量2483.7 MPa保德区块泊 松 比0.34 无因次8#弹性模量2812.3 MPa泊 松 比0.41无因次13#弹性模量1576.5 MPa大宁吉县区块泊 松 比0.32 无因次5#弹性模量1637.1 MPa泊 松 比0.30 无因次8#弹性模量2865.1 MPa原煤电镜扫描结果综合岩石力学试验及测井解释结果煤层气压裂和排采技术第5页一.煤层压裂地质特征普遍发育天然裂缝、面割理与端割理，充填物少，主要为碳酸钙、黄铁矿等面割理端割理煤层气压裂和排采技术第6页一.煤层压裂地质特征属于经典压敏储层，压力敏感性强六块煤芯压敏试验结果当围压增至12MPa

4、时，煤芯剩下渗透率在1.785.14%，平均为3.86%当回复至1MPa时，煤芯渗透率损失在55.1278.48%，平均为63.91%煤层气压裂和排采技术第7页一.煤层压裂地质特征基质渗透率普遍低，储层物性改变大渗透率分布四个区块不完全含有代表性室内试验结果可能受所取煤样所限，煤层气压裂和排采技术第8页汇 报 提 纲煤层压裂地质特征煤层压裂裂缝规律煤层气采出机制煤层压裂技术革命发展方向煤层压裂技术革命实现路径煤层压裂技术革命可行方案煤层压裂技术革命配套办法结论、展望与提议煤层气压裂和排采技术第9页二.煤层压裂裂缝规律裂缝形态：当前，国内外在裂缝起裂与延伸方面，存在两套理论，即弹性断裂力学理论和

5、天然裂缝开启理论压裂基础理论弹性断裂力学理论天然裂缝开启理论垂直缝水平缝分支缝转向缝T形缝复杂裂缝裂缝网络水平井压裂形成裂缝网络，称之为体积压裂；直井压裂形成裂缝网络，称之为缝网压裂，也属于体积压裂范围煤层气压裂和排采技术第10页长轴短轴长轴短轴二.煤层压裂裂缝规律裂缝形态：从煤层压裂现场监测结果来看，不论是测斜仪监测，还是微地震监测，9井14层压裂形成水力裂缝形态都是一致。这里仅显示韩3-1-015井11#煤层压裂微地震监测结果，并进行分析韩3-1-015井11#煤层压裂微地震监测结果煤层气压裂和排采技术第11页二.煤层压裂裂缝规律裂缝形态：依据压裂基础理论，结合煤层压裂地质特征，以现场裂缝

6、监测结果为依据，综合判定煤层压裂所形成水力裂缝为裂缝网络，平面上呈不规则椭圆形；为便于研究和计算，平面上简化为基本规则椭圆形煤层压裂裂缝模型以井为中心，基本呈对称分布该裂缝网络主要由主裂缝、次裂缝、微细裂缝交织而成，可形象化比喻为交通网络，其中主裂缝是高速公路，次裂缝是普通公路，微细裂缝是乡村小道主裂缝，从井筒向外，沿最大主应力方向延伸次裂缝，连接于主裂缝开始延伸，大割理微细裂缝，连接于次裂缝，小割理或微裂隙该裂缝模型可解释全部现场现象，易于被专业人士接收煤层气压裂和排采技术第12页二.煤层压裂裂缝规律裂缝规模：为研究煤层压裂所形成水力裂缝规模，对测斜仪监测结果和微地震监测结果进行统计分析9井

7、14层压裂裂缝监测结果井号煤层裂缝方位裂缝长轴/m裂缝短轴/m韩3-5-07711#NE1502001605#1701703#NE345340140韩3-5-08611#NE30180110韩3-1-01511#NW102701505#1601603#NE5039070WL2-018向111#NE40300160合试511#NE452101005#NE4516050合试45#100100韩3-3-03911#NE57192韩3-4-08511#NE57238韩3-4-08611#NE5764水力裂缝在长轴方向动态裂缝半长在85-195m之间，平均为119m；在短轴方向动态裂缝半长在50-85m

8、之间，平均为63.5m；长轴与短轴之比为1:0.53为便于后面研究和计算，设定裂缝规模：长轴、短轴方向动态裂缝半长分别为120、60m，长轴与短轴之比为2:1煤层气压裂和排采技术第13页二.煤层压裂裂缝规律裂缝规模：用煤层压裂三维模拟软件计算支撑裂缝（有效裂缝），并用现场监测动态缝长进行校核统计模拟结果表明：水力裂缝在长轴方向支撑裂缝半长在45-81m之间，平均为59.2 m，占动态裂缝半长49.7%；估算在短轴方向支撑裂缝半长为40m左右为便于后面研究和计算，设定裂缝规模：长轴、短轴方向支撑裂缝半长分别为60、40m，长轴与短轴之比为3:2动态裂缝网络支撑裂缝网络煤层气压裂和排采技术第14页

9、汇 报 提 纲煤层压裂地质特征煤层压裂裂缝规律煤层气采出机制煤层压裂技术革命发展方向煤层压裂技术革命实现路径煤层压裂技术革命可行方案煤层压裂技术革命配套办法结论、展望与提议煤层气压裂和排采技术第15页三.煤层气采出机制采出机理及过程：煤层气储集主要依赖于吸附作用，当煤层压力降落到解吸压力之下时，煤层气从微孔隙表面分离，经过基质和微孔隙扩散进入裂缝中，再经裂缝流入井筒，即先解吸扩散后渗流入井采出过程面割理端割理气体从基质中解析流入支撑裂缝或井筒煤层气压裂和排采技术第16页三.煤层气采出机制采出机理及过程：煤层气储集主要依赖于吸附作用，当煤层压力降落到解吸压力之下时，煤层气从微孔隙表面分离，经过基

10、质和微孔隙扩散进入裂缝中，再经裂缝流入井筒，即先解吸扩散后渗流入井采出过程面割理端割理气体从基质中解析流入支撑裂缝或井筒煤层气压裂和排采技术第17页三.煤层气采出机制影响产气量原因：主要有七大原因煤层厚度吨煤含气量煤层压力解吸压力煤层渗透率压降面积排采制度与举升工艺地质原因压裂原因排采原因不可控原因可控原因煤层气压裂和排采技术第18页三.煤层气采出机制渗透率影响：研究表明，煤层低渗严重限制了煤层气井产量，比如: 0.1mD低渗煤层在10MPa压差下，5年流过50.6m， 流过64.1m， 流过69.7m不一样渗透率储层在不一样压差下流体流经距离与流动时间关系煤层气压裂和排采技术第19页三.煤层

11、气采出机制压裂作用：主要是形成支撑裂缝带，如同大幅扩张井筒或钻水平井，有效沟通远井区域，缩短流体流入井筒距离不压裂压裂压裂形成水平缝压裂形成垂直缝或支撑裂缝带两相渗流解吸区单相渗流压降区煤层气压裂和排采技术第20页三.煤层气采出机制压降面积影响及其计算：依据裂缝评定结果，可计算压降面积；结果表明：现有压裂技术不能支持高产；即使高产，不论怎样排采，因为供气不足，必将快速衰竭，无法稳产面积（m2）5年不压裂压裂不压裂压裂不压裂压裂支撑裂缝面积075400754007540压降面积80443148012908405861526244699条件：煤层均质且各向同性，渗透率为0.1mD，不因压裂和排采而

12、变 10MPa压差稳定、连续生产 排采不影响支撑裂缝规模和导流能力压降面积与支撑裂缝面积随生产时间改变所以，煤层压裂技术必须革命；同时，唯有煤层压裂技术革命，才能实现煤层气井高产稳产，从而推进煤层气勘探开发事业和煤层气大规模开发利用！煤层气压裂和排采技术第21页汇 报 提 纲煤层压裂地质特征煤层压裂裂缝规律煤层气采出机制煤层压裂技术革命发展方向煤层压裂技术革命实现路径煤层压裂技术革命可行方案煤层压裂技术革命配套办法结论、展望与提议煤层气压裂和排采技术第22页非常规体积压裂：在尽可能不降低煤层渗透率前提下，造最大可能支撑裂缝网络，形成横贯南北、跨越东西、四通八达立体化裂缝网络，完全彻底地沟通远井

13、区域，流体奔流入井四.煤层压裂技术革命发展方向发展方向煤层气压裂和排采技术第23页同时，承前启后，推进地质选区、选井选层、井网布署、合理完井、正确排采等技术，实现跨越式发展（后面专门详细探讨井网布署、正确排采等）四.煤层压裂技术革命发展方向煤层气压裂和排采技术第24页汇 报 提 纲煤层地质特征煤层压裂裂缝规律煤层气采出机制煤层压裂技术革命发展方向煤层压裂技术革命实现路径煤层压裂技术革命可行方案煤层压裂技术革命配套办法结论、展望与提议煤层气压裂和排采技术第25页扩张动态裂缝：最大可能地扩张动态裂缝网络，主裂缝深度穿透，次裂缝充分延伸，微细裂缝完全开启五.煤层压裂技术革命实现路径最主要和关键路径：

14、压裂液粘度施工排量压裂液用量煤层气压裂和排采技术第26页扩张动态裂缝：提升压裂液粘度是必定选择，但压裂液高效能与低伤害、与低成本永远是矛盾五.煤层压裂技术革命实现路径依据模拟结果，考虑低伤害与低成本要求，压裂液粘度可选36cp，最正确5cp12060m143.776.2m煤层气压裂和排采技术第27页扩张动态裂缝：提升压裂施工排量是必须，唯有强大动能，才能满足超常规需求五.煤层压裂技术革命实现路径依据模拟结果，考虑设备能力，施工排量可选1520 m3/min，最正确16m3/min12060m176.293.4m煤层气压裂和排采技术第28页扩张动态裂缝：众所周知，大规模五.煤层压裂技术革命实现路

15、径依据模拟结果，找拐点，压裂液用量可选28003500 m3，最正确3000m312060m258.3136.9m煤层气压裂和排采技术第29页有效支撑裂缝：动态裂缝不论用，支撑裂缝才有效，这与页岩气体积压裂本质不一样五.煤层压裂技术革命实现路径最主要和关键路径：高性能压裂液和超高排量支撑剂轻重结合支撑剂大小结合布砂方式优化煤层气压裂和排采技术第30页有效支撑裂缝：高粘压裂液易于携砂，超高排量便于带远五.煤层压裂技术革命实现路径煤层气压裂和排采技术第31页有效支撑裂缝：超低密度支撑剂输送到远端，普通密度支撑剂铺设于近井地带五.煤层压裂技术革命实现路径煤层气压裂和排采技术第32页有效支撑裂缝：细砂

16、进入微细裂缝，中砂支撑次裂缝，粗砂饱填主裂缝五.煤层压裂技术革命实现路径煤层气压裂和排采技术第33页有效支撑裂缝：系统优化布砂方式，比如优化前置液用量、合理设置砂比等五.煤层压裂技术革命实现路径煤层气压裂和排采技术第34页汇总及要求：这里命名为非常规体积压裂五.煤层压裂技术革命实现路径压裂液：高效能、低伤害、低成本压裂液，其粘度为36cp，最正确5cp，其低伤害应与活性水伤害（15）相当，其低成本应与活性水成本（1KCl，添加剂43元/m3）相当支撑剂：两结合支撑剂，大小结合指应有100目、40/70目、30/50目、20/40目标支撑剂，而轻重结合指应有常规密度支撑剂、超低密度支撑剂施工排量

17、：施工排量1520 m3/min，最正确16m3/min压裂液用量：压裂液用量28003500 m3，最正确3000m3施工压力：预计施工压力比普通情况高1020MPa煤层气压裂和排采技术第35页汇 报 提 纲煤层压裂地质特征煤层压裂裂缝规律煤层气采出机制煤层压裂技术革命发展方向煤层压裂技术革命实现路径煤层压裂技术革命可行方案煤层压裂技术革命配套办法结论、展望与提议煤层气压裂和排采技术第36页压裂液可行方案：现有活性水、 TD-1清洁压裂液、胍胶压裂液显然不能满足要求，而且为充分张开煤层割理和微裂隙，最正确方式是采取复合压裂液（高粘与低粘配合）以交替形式注入。当前，西南石油大学已成功研制出这两

18、种压裂液体系及配方，完全满足要求六.煤层压裂技术革命可行方案性能指标活性水压裂液TD-1清洁压裂液胍胶压裂液无伤害压裂液高效能压裂液伤害率（%）13.5115.82751.869.7粘度（cp）1.015.01201.05.0悬砂能力（s）2.8283552316摩阻（%）100304025351003540成本（元/方）431202302090煤层气压裂和排采技术第37页支撑剂可行方案：现有石英砂为100目、40/70目、30/50目、20/40目等各种粒径，体积密度为1.55 g/cm3。超低密度支撑剂已经有20/40目，体积密度为1.15 g/cm3；但理想超低密度支撑剂应为100目、4

19、0/70目两种粒径，体积密度为1.001.05 g/cm3；如无现货供给，可自行生产，因为该技术关键已被掌握六.煤层压裂技术革命可行方案石英砂超低密度支撑剂煤层气压裂和排采技术第38页泵注可行方案：范例：非常规体积压裂三级交替注入六.煤层压裂技术革命可行方案第一段：无伤害压裂液400m3，迟缓提升排量，由115m3/min，起到保护煤层、减轻压敏效应作用，同时压开煤层，初步延伸裂缝第二段：无伤害压裂液700m3，排量15m3/min，充分延伸裂缝第三段：高效能压裂液400m3，排量15m3/min ，100目和40/70目超低密度支撑剂、30/50目石英砂28砂比，以进入微细裂缝为主第四段：无

20、伤害压裂液200m3，排量16816m3/min，排量提升并脉冲，充分起裂新割理和微细裂隙第五段：高效能压裂液500m3，排量16m3/min ，100目和40/70目超低密度支撑剂、30/50目石英砂512砂比，兼顾次裂缝和微细裂缝第六段：无伤害压裂液200m3，排量171018m3/min，排量再次提升并脉冲，充分扩张主裂缝、次裂缝和微细裂缝第七段：高效能压裂液600m3，排量18m3/min ，30/50目、 20/40目石英砂1030砂比，饱填主裂缝，支撑次裂缝煤层气压裂和排采技术第39页压力、设备、井场可行方案：六.煤层压裂技术革命可行方案压力：预计施工压力比普通情况高 1020MP

21、a，一方面是因为井筒摩阻变大，其次是因为有意有所堵塞，以便更充分地开启割理和微细裂隙。这就要求更高钢级（至少N80）、尽可能更大管径（ 7英寸）、质量合格套管，井口耐压也要提升，可选用70井口设备：现有设备可以满足要求，两套压裂车可确保施工排量达到1520m3/min井场：丛式井井场优势得以发挥。对于要求3000m3 压裂液用量，如果液灌容积不够，可改为折叠式、能加高液灌，或者类似于国外页岩气压裂模式，挖坑造湖煤层气压裂和排采技术第40页经济可行方案：六.煤层压裂技术革命可行方案压裂费用估算：与两层压裂累计相比，非常规体积压裂需要增加费用主要源于设备运行时间加长和压裂液增加，能够降低费用主要是

22、一次动迁、一次射孔、一次下泵，所以估算非常规体积压裂费用大致为70万元5万元费用对比：泡沫压裂费用为90万元，与之相比，非常规体积压裂费用不高，何况效果远好于泡沫压裂综合效益：正如后面井网布署所述，采取非常规体积压裂后，每平方公里可少布署14口井，其节约费用足以赔偿非常规体积压裂增加费用；甚至为到达靠近压降面积，每平方公里现有压裂需布署50口井，而非常规体积只布署8口井（后面阐述）总之，即使一些细节还未考虑，但非常规体积压裂可行性是必定煤层气压裂和排采技术第41页汇 报 提 纲煤层压裂地质特征煤层压裂裂缝规律煤层气采出机制煤层压裂技术革命发展方向煤层压裂技术革命实现路径煤层压裂技术革命可行方案

23、煤层压裂技术革命配套办法结论、展望与提议煤层气压裂和排采技术第42页井网布署：一个长久困扰难题现在基本能够回答了七.煤层压裂技术革命配套办法现有井网（350350m正方形）及压裂最小主应力方向350m150m350m150m150m350m350m150m生产5年： 压降面积283320m2，覆盖率28.3%，未见井间干扰生产： 压降面积365274m2，覆盖率36.5%，未见井间干扰生产： 压降面积402291m2，覆盖率40.2%，未见井间干扰条件仍是：0.1mD煤层，10MPa压差覆盖率低，都不能井间干扰煤层气压裂和排采技术第43页井网布署：对于近期调整后矩形井网七.煤层压裂技术革命配套

24、办法现有井网（350250m矩形）及压裂最小主应力方向125m250m125m150m350m350m150m生产5年： 压降面积377760m2，覆盖率37.8%，未见井间干扰生产： 压降面积487032m2，覆盖率48.7%，未见井间干扰生产： 压降面积536388m2，覆盖率53.6%，未见井间干扰条件仍是：0.1mD煤层，10MPa压差覆盖率低，仍不能井间干扰250m250m煤层气压裂和排采技术第44页井网布署：实施非常规体积压裂，调整井网七.煤层压裂技术革命配套办法最小主应力方向生产5年： 压降面积920754m2，覆盖率92.1%，1年就实现井间干扰生产： 压降面积938211m2

25、，覆盖率93.8%，1年就实现井间干扰生产： 压降面积945835m2，覆盖率94.6%，1年就实现井间干扰条件仍是：0.1mD煤层，10MPa压差若平移错位形成菱形井网，更佳新井网（500250m）及非常规体积压裂煤层气压裂和排采技术第45页井网布署（总结理想井网）：影响井网布署原因较多，但最主要原因是两个，即压裂和煤层渗透率。为到达理想压降覆盖率，总结井网以下七.煤层压裂技术革命配套办法菱形优于矩形，矩形优于正方形渗透率0.1mD（8口井）： 菱形井网：1000250m 矩形井网：500250m 渗透率为1mD（6口井）： 菱形井网：1100300m 矩形井网：550300m 现有压裂非常

26、规体积压裂菱形优于矩形，矩形优于正方形渗透率0.1mD（50口井）： 菱形井网：400100m 矩形井网：200100m 渗透率1mD（40口井）： 菱形井网：500100m 矩形井网：250100m 煤层气压裂和排采技术第46页井网布署（现有井网补救办法）：新钻四口加密井，实施非常规体积压裂，效果很好；选择四口老井进行重复压裂，若实施非常规体积压裂，效果也还不错七.煤层压裂技术革命配套办法煤层气压裂和排采技术第47页正确排采：错误排采可能造成前功尽弃，这在多年生产实际中得以充分体验；同时，基于问题复杂性，现有煤层气排采是当前最微弱步骤，也是煤层气勘探开发最突出问题和瓶颈。所以，下面将用大量篇

27、幅加以叙述七.煤层压裂技术革命配套办法西南石油大学在近期论证煤层压裂技术革命过程中，从非排采专业人员角度，取得了一些独到认识和看法，含有一定理论基础。这里精选关键点，贡献出来，以期抛砖引玉、推进煤层气排采技术发展煤层气压裂和排采技术第48页正确排采：西南石油大学认识七.煤层压裂技术革命配套办法标准1：即使不能扩大压降面积，最少也不能缩小压降面积标准2：即使不得不伤害煤层渗透率，最少也要努力降到最低标准3：既不能缩小支撑裂缝面积，也不能降低裂缝导流能力遗憾是，这三条标准缺乏可操作性，因为当前还缺乏技术伎俩去认知压降面积、煤层渗透率、支撑裂缝情况及其实时改变。为此，下面进行分析，并寻找技术对策；同

28、时，为简明直观，建立了对应模型依据煤层气排采机制，正确排采应满足以下三条标准：（一）正确排采标准煤层气压裂和排采技术第49页七.煤层压裂技术革命配套办法借用渗流公式变形得到引入记号从而得到正确排采：西南石油大学认识（二）模型及说明用于煤层气排采分析简易模型（三条标准要素皆包含其中，即使不一定精细和完善，但简明直观，寓意深远）有效井径压降半径排水指数流体粘度煤层渗透率表皮系数煤层气压裂和排采技术第50页（三）主要影响原因及分析七.煤层压裂技术革命配套办法正确排采：西南石油大学认识有效井径有效井径与井径、压裂形成支撑裂缝面积和裂缝导流能力相关，由 Prats提出，郭大立清楚揭示了其函数关系。压降半

29、径与有效井径成正比关系，而非常规体积压裂关键就是最大可能地扩大有效井径压裂主要作用是形成支撑裂缝带，如同大幅扩张井筒或钻水平井，有效沟通远井区域，缩短流体流入井筒距离煤层气压裂和排采技术第51页七.煤层压裂技术革命配套办法正确排采：西南石油大学认识有效井径毫无疑问，理想排采是控制最正确流速，使得支撑剂保持稳定、而煤粉能够返排出来、同时排采设备能够连续生产。所以，在既定客观条件下，找到日产水量和日产气量最正确范围、并给予控制十分主要有效井径由压裂形成支撑裂缝决定，但随排采过程而可能改变；主要影响原因是支撑剂回流和煤粉污染支撑裂缝，现场表现为支撑剂和煤粉返排，甚至可能造成卡泵，不得不修井而影响连续

30、排采煤层气压裂和排采技术第52页七.煤层压裂技术革命配套办法正确排采：西南石油大学认识排水指数排水指数是创造性引入新概念。由下面两式能够看出，排水指数是可测量、易计算，也是压降半径、有效井径、煤层渗透率、表皮系数等客观原因综合表达实际上，煤层气排采是利用排水降压原理，经过先解吸扩散后渗流入井采出过程而实现，所以压差和产水量是最主要控制参数排水指数引入含有重大意义，它改变了单参数控制现实状况，强调多参数均衡性与综合协调性，是排采技术主要发展和认识飞跃煤层气压裂和排采技术第53页七.煤层压裂技术革命配套办法正确排采：西南石油大学认识排水指数压降半径与排水指数成指数增加关系；基于此，可建立煤层气排采

31、最主要标准在正常排采情况下，有效井径、煤层渗透率、表皮系数等客观原因不变，压降面积大小及扩展由排水指数表达并给予控制。所以，排水指数大小非常主要，它决定了压降面积大小；而更主要是排水指数随时间改变，它深刻揭示了压降面积动态扩展综上，煤层气排采最主要标准就是高数值排水指数，并不停迟缓提升，以不停扩展降压面积；不然，就一定是错误排采煤层气压裂和排采技术第54页七.煤层压裂技术革命配套办法正确排采：西南石油大学认识煤层渗透率煤层渗透率由客观储层条件决定，受压裂和排采两大过程影响，而最主要影响原因是压力敏感效应煤层压敏效应是毫无疑问，如图所表示。这个图重复出现说明了其代表性，也说明试验研究太少了。当前

32、，最关心也亟待处理问题是压力增加或减小速度对压敏效应定量化描述、压力屡次循环对压敏效应详细影响；以此为基础，能够设计压裂过程中保护储层，并指导排采过程中控制压降煤层气压裂和排采技术第55页七.煤层压裂技术革命配套办法正确排采：西南石油大学认识煤层渗透率尽管上述最关心也亟待处理问题当前还未处理，但从定性角度，还是易于界定煤层气排采正确与错误排采过程中，井底压力必须是不停迟缓降低过程，能够先快后慢，因为压裂过程对裂缝周围煤层影响，而且排采早期利于压裂产生煤粉及时返排出来；但绝不允许下降太快，甚至是突变排采过程中，任何井底压力上下波动都是对煤层渗透率伤害，而且波动幅度越大，伤害就越严重。实际上，这种

33、井底压力上下波动和循环往复加载，纯粹是人为、强加给煤层附加伤害，是必须明确禁止错误排采行为，也完全能够防止煤层气压裂和排采技术第56页七.煤层压裂技术革命配套办法正确排采：西南石油大学认识表皮系数不论是压裂过程中压裂液对煤层伤害，还是排采过程中煤粉对煤层渗流通道堵塞，都称之为表皮效应，用表皮系数来度量压裂过程产生大量煤粉是必定，因为煤岩特殊结构，加之高速流对煤层冲刷以及携砂液磨蚀。这些产生煤粉能经过伎俩实施隔离和稳定当然好，不然就应及时（尤其是排采早期）返排出来，甚至不惜以轻微支撑剂返排为代价，因为表皮效应危害实在太大排采过程产生煤粉是很不正常，对于中产井和低产井尤其如此。为此，必须严格禁止日

34、产水量和日产气量大幅拉升，防止激动煤层而产生煤粉，从而影响煤层气排采及其效果煤层气压裂和排采技术第57页七.煤层压裂技术革命配套办法（四）正确排采标准及实例分析正确排采：西南石油大学认识标准1：前低后高排水指数，确保排水指数不停迟缓提升标准2：降低井底压力必须迟缓，禁止下降太快和上下波动标准3：提升日产水量和日产气量必须迟缓，禁止大幅拉升这三条标准都含有可操作性，即使当前还没有针对各区块进行量化和细化，但其重大意义是显而易见。下面，随机选择 8口井进行分析，其中保德2口井、韩城3口井、大宁吉县3口井依据上述分析，提出正确排采应满足以下三条标准：煤层气压裂和排采技术第58页七.煤层压裂技术革命配

35、套办法（四）正确排采标准及实例分析正确排采：西南石油大学认识煤层气压裂和排采技术第59页七.煤层压裂技术革命配套办法（四）正确排采标准及实例分析正确排采：西南石油大学认识煤层气压裂和排采技术第60页七.煤层压裂技术革命配套办法（四）正确排采标准及实例分析正确排采：西南石油大学认识煤层气压裂和排采技术第61页七.煤层压裂技术革命配套办法（四）正确排采标准及实例分析正确排采：西南石油大学认识煤层气压裂和排采技术第62页七.煤层压裂技术革命配套办法（四）正确排采标准及实例分析正确排采：西南石油大学认识煤层气压裂和排采技术第63页七.煤层压裂技术革命配套办法（四）正确排采标准及实例分析正确排采：西南石

36、油大学认识煤层气压裂和排采技术第64页七.煤层压裂技术革命配套办法（四）正确排采标准及实例分析正确排采：西南石油大学认识煤层气压裂和排采技术第65页七.煤层压裂技术革命配套办法（四）正确排采标准及实例分析正确排采：西南石油大学认识煤层气压裂和排采技术第66页七.煤层压裂技术革命配套办法正确排采：西南石油大学认识（五）合理排采需处理问题和技术对策问题1：压敏效应定量化描述问题2：支撑剂回流预测、控制和预防问题3：煤粉产生与堵塞预测、控制和综合治理问题4：定量化排采、实时诊疗和动态预警下面简单分析这些问题，提出对应技术对策和研究思绪；实际上，其可行性已经论证，并已初步进行了先期探索前面提出三条标准

37、只是定性，只能称之为正确排采。要使正确排采过渡为合理排采，亟待处理以下四个问题：煤层气压裂和排采技术第67页七.煤层压裂技术革命配套办法正确排采：西南石油大学认识压敏效应定量化描述试验测试：测定不一样区块煤芯增压速度与渗透率损失关系曲线、压力屡次循环渗透率损失情况，找出增压速度临界点数值模拟：建立数值模拟模型，数值求解增压速度临界点应用：利用煤芯岩石参数结果，建立不一样区块岩石参数与临界增压速度关系图版；依据测井数据得出煤层岩石参数，对照图版，设计压裂泵注程序，指导排采控制压降速度作用：设计压裂过程中保护储层，指导排采过程中控制压降内容：压力增加或减小速度对压敏效应定量化描述，压力屡次循环对压

38、敏效应详细影响对策：煤层气压裂和排采技术第68页七.煤层压裂技术革命配套办法正确排采：西南石油大学认识支撑剂回流预测、控制和预防预测：综合考虑地质、压裂、排采等原因，建立神经网络预测模型，并以大量现场资料为样本，进行准确预测控制：利用神经网络预测模型，调整流速，模拟计算出压后吐砂临界流速；自行设计和研发试验装置，模拟真实煤层条件，试验测试压后吐砂临界流速；相互验证，现场检验预防：在预测压后吐砂而且控制无效情况下，研究并综合应用纤维防砂、树脂涂层砂、弹性砂等伎俩，并优化压裂布砂方式作用：预防支撑剂回流，防止卡泵而影响连续排采；同时，既不缩小支撑裂缝面积，也不降低裂缝导流能力内容：支撑剂回流神经网

39、络预测，压后吐砂临界流速模拟计算与测试，预防支撑剂回流综合应用与优化对策：煤层气压裂和排采技术第69页七.煤层压裂技术革命配套办法正确排采：西南石油大学认识煤粉产生与堵塞预测、控制和综合治理预测：综合考虑地质、压裂、排采等原因，建立神经网络预测模型，并以大量现场资料为样本，进行准确预测控制：利用神经网络预测模型，调整流速，模拟计算出煤粉返排临界流速；自行设计和研发试验装置，模拟真实煤层条件，试验测试煤粉返排临界流速；相互验证，并现场检验作用：尽可能防止煤粉产生，已产生煤粉及时、有效地返排出来，防止煤粉污染支撑裂缝，堵塞煤层渗流通道内容：煤粉产生与堵塞神经网络预测，煤粉返排临界流速模拟计算与测试

40、，煤粉堵塞综合治理对策：煤层气压裂和排采技术第70页七.煤层压裂技术革命配套办法正确排采：西南石油大学认识煤粉产生与堵塞预测、控制和综合治理综合治理：在压裂过程中经过技术伎俩隔离煤粉，研制并添加煤粉稳定剂，从而到达隔离和稳定煤粉一定效果；研究和试验解除煤层气近井地带堵塞（主要是煤粉堵塞）常备技术（比如，高能气体解堵、水力震荡解堵等技术），形成煤层气井定时维护（要求：简易可行、经济有效）技术（能够了解，汽车还要定时维护呢）作用：尽可能防止煤粉产生，已产生煤粉及时、有效地返排出来，防止煤粉污染支撑裂缝，堵塞煤层渗流通道内容：煤粉产生与堵塞神经网络预测，煤粉返排临界流速模拟计算与测试，煤粉堵塞综合治

41、理对策：煤层气压裂和排采技术第71页七.煤层压裂技术革命配套办法正确排采：西南石油大学认识定量化排采、实时诊疗和动态预警定量化排采：综合利用前述技术，准确控制压降速度、流量上限与下限（由压敏效应定量化描述确定排采压降速度，由支撑剂回流预测与控制确定排采流量上限，由煤粉堵塞预测与控制确定排采流量下限），再依据建立标准，就能够定量化排采，实施排采过程精细控制实时诊疗：排采过程中，实时诊疗降压面积、煤层渗透率、支撑裂缝情况及其动态改变，实现排采过程可视化动态预警：以实时诊疗结果为依据，全程监控排采过程，对可能发生各种情况（尤其是错误情况）进行动态预警，并科学决议煤层气压裂和排采技术第72页汇 报 提

42、 纲煤层压裂地质特征煤层压裂裂缝规律煤层气采出机制煤层压裂技术革命发展方向煤层压裂技术革命实现路径煤层压裂技术革命可行方案煤层压裂技术革命配套办法结论、展望与提议煤层气压裂和排采技术第73页创新结论：八.结论、展望与提议首次揭示了煤层压裂裂缝形态和规模：依据压裂基础理论，结合煤层压裂地质特征，以现场裂缝监测结果为依据，综合判定煤层压裂所形成水力裂缝为裂缝网络，主要由主裂缝、次裂缝、微细裂缝交织而成，平面上呈不规则椭圆形；以现有压裂技术，长轴、短轴方向动态裂缝半长大致为120、60m，长轴与短轴之比为2:1，长轴、短轴方向支撑裂缝半长大致为60、40m，长轴与短轴之比为3:2首次提出了非常规体积压裂，并进行了系统论证和方案设计：非常规体积压裂要求：复合压裂液，用量28003500m3，最正确3000m3；两结合支撑剂，用量100 120m3，最正确110m3；施工排量1520m3/min，最正确16m3/min；更高钢级（最少N80）、尽可能更大管径（ 7英寸）、质量合格套管，井口选取70井口煤层气压裂和排采技术第74页创新结论：八.结论、展望与提议首次在压裂液体系及配方研制方面取得重大突破：研制出无伤害压裂液，与活性水压裂液相比，伤害降低 86.2，成本降低 53.5；研制出高效能压裂液，与