煤层气压裂排采工艺交流课件

煤层气压裂及排采技术汇报内容一、试气工作概况二、试气工作亮点三、存在的问题四、下步工作规划和建议参数常规储层煤层气流体性质

达西气体流向井筒

菲克扩散定律通过微孔。达西流过裂缝气体储存

天然气储存在大孔隙中、遵守实际气体法则气体根据吸附原理储存于微孔隙表面产量曲线根据衰减曲线制定生产计划初期负衰减曲线气体含量的测量

通过测井曲线测量气体含量

通过通过岩心测量气体含量、无法测井曲线测量气体含量储层构成无机储层有机储层水力压裂

水力压裂需要强度流体

需要水力压裂、渗透率决定于压裂效果渗透率与压力的关系渗透率与压力无关渗透率与高压有关井间干扰井间干扰不利于生产

井间干扰利于生产、进行多层钻井进行开采煤层气与常规储层气开发对比一、国内外煤层气现状一、国内外煤层气现状低煤阶煤层气开发方式对比一、国内外煤层气现状中高煤阶煤层气开发方式对比煤岩砂岩面割理端割理孔隙微孔隙吸附储气油气储存空间煤岩的结构煤层气储存方式二、压裂工艺及压裂液体系1、煤层气压裂工艺二、压裂工艺及压裂液体系1、煤层气压裂工艺现在应用较多的技术是垂直井——射孔完井——压裂加砂——抽排降液——解吸气体★压裂设计的关键是解决裂缝几何形状的问题、加砂程序的问题；★压裂工艺的关键是解决压裂液的滤失、支撑剂的嵌入、煤粉的产生和支撑剂返吐问题。★压裂液的关键是解决对煤层的伤害，有一定的造缝携砂能力。二、压裂工艺及压裂液体系2、压裂液体系伤害液煤产地伤害前渗透率/10-3um2伤害后渗透率/10-3um2伤害率/%活性水沁水15#124.4110.111.5活性水柳林31#301.8292.23.2线性胶沁水15#110.018.282.7线性胶柳林31#301.826.291.4冻胶破胶液丰城521.8232.254.5冻胶破胶液沁水1#535.4101.281.0国内压裂液对煤层伤害率分析二、压裂工艺及压裂液体系2、压裂液体系从图中可以明显看出采用滑溜水系类压裂液压裂后绝大部分井的峰值产气>5000m³/d，瓜胶交联压裂液体系压裂效果普遍不理想，滑溜水系列压裂液体系是Bowen区块较为合适的压裂液体系。其中滑溜水一型压裂液压裂后压裂效果最好。（1）滑溜水压裂液压裂效果：滑溜水一＞滑溜水二＞滑溜水三，从压后效果也可以看出压裂液中尽量选择较少的化学药剂的使用，这样可以减少煤层化学吸附作用，从而有效的提高改造效果。二、压裂工艺及压裂液体系2、压裂液体系针对压裂施工工艺具体要求优选压裂液：（1）如果使用瓜胶压裂液体系可选择低浓度瓜胶加大施工规模，造长缝同时提高产气量和稳产时间。（2）如果使用滑溜水压裂液体系，增大施工规模，滑溜水压裂液体系稳产时间相对较短，定期需要重复压裂改造。二、压裂工艺及压裂液体系2、压裂液体系总结国内外经验：压裂液选取原则：尽量采用较少化学药剂的压裂液配方，根据施工工艺具体要求优选压裂液体系。从施工效果看采用清水+降阻剂压裂液体系较为适合煤层气区块压裂。继续探究清水+2%KCL+降阻剂体系的适用性。配液用水尽量采地层处理水进行配液施工，保证配液用水质控。二、压裂工艺及压裂液体系支撑剂类型优点缺点适应性石英砂经济、货源多、密度较低强度低、圆球度较低、导流能力低<28MPa树脂包衣砂较石英砂强度和导流能力有所提高、密度更低、防返吐闭合压力高时树脂涂层的弹性形变导致导流能力下降防砂人造陶粒强度高、破碎率低、导流能力高、有效期长较贵全系列根据本区块地层闭合应力，确定支撑剂类型。支撑剂优选3、煤层气用支撑剂二、压裂工艺及压裂液体系3、煤层气用支撑剂“低密高强高渗透防砂防嵌防返吐”坚果壳颗粒支撑剂表面高强材料，抗破碎强含有亲水基团，亲水性强密度低悬浮能力强根据地层温度选择树脂参数三、煤层压裂难点分析及对策1．煤层压裂滤失量大，形成长缝难降滤失剂的主要作用表现为以下五个方面：①减小压裂液向地层的滤失速度，使裂缝变宽变长，增加出气面积。②堵塞煤粉于微裂隙，或将煤粉“俘虏”，沉到裂缝底部，使其不能运动，减少煤粉的出量。③对裂缝向下延伸起到很好的遮挡作用，可在很大程度上防止裂缝向煤层以下延伸。④由于其颗粒小，所以对煤层嵌入不敏感，对闭合压力的压碎作用不敏感，这样它在裂缝底部沉积后对支撑裂缝宽度起到了大颗粒支撑剂不能直到的支撑作用。⑤堵塞微裂隙，消除弯曲效应，降低施工压力。三、煤层压裂难点分析及对策2．煤层低温、易吸附，易受伤害，对其保护难煤层多埋深在1000m以内，山西多300-700m不等，地层温度在10-30℃之间。但由于煤岩基质孔隙小，内表面积大。孔隙类型孔隙直径（mm）孔隙内表面积比(%)微微孔<2×10-662.3微孔2×10-6~10-535小孔10-4~10-32.5煤岩孔隙直径越小，则孔隙内表面积比越大，也就是内表面积越大。煤岩类型内表面积长焰煤

90m2/g气煤50-70m2/g肥煤10-20m2/g焦煤20-120m2/g瘦煤80-130m2/g贫煤90-130m2/g无烟煤287m2/g煤级越高，内表面积越大三、煤层压裂难点分析及对策2．煤层低温、易吸附，易受伤害，对其保护难实验证明，当将含有大量细菌的清水大量注入煤层时，这些喜氧菌并没有感到末日的到来，反而在相对较稳定、较恒温的人工裂缝中感到大量繁殖的机遇。很短暂的几个小时，细菌的家族可能已繁殖了好几百代，特别是在压力的作用下被推入基质孔隙中的细菌，并没有因为地域的狭小而停止一刻的繁殖，因小孔隙中内表面积大，氧气有限，细菌逐渐死亡殆尽，遗骸则填充了基质孔隙，这个堵塞几乎是永久性的，严重影响了气产量。鉴于此，需要研制一种专门用于煤层压裂的杀菌剂——活性杀菌剂。综合考虑助排、润湿、杀菌性能，而且对粘土还具有一定的防膨稳定作用。三、煤层压裂难点分析及对策2．煤层低温、易吸附，易受伤害，对其保护难煤层压裂要造长缝，需要提高携砂比和铺砂浓度。煤层压裂理想的压裂液具有：①对煤层伤害小，具有杀菌功能；②有一定的粘度，这样可提高造缝能力和携砂能力。三、煤层压裂难点分析及对策3．支撑剂反吐、煤粉反吐难以控制压裂过程中煤粉的形成和运移

活性水压裂过程中，由于煤层“松、脆、软”，在高速流体的冲刷下形成大量的煤粉及煤屑，并停留在裂缝中，易形成污染三、煤层压裂难点分析及对策3．支撑剂反吐、煤粉反吐难以控制控煤粉压裂工艺要点

前置液阶段：大液量活性水压裂液，将煤粉冲至裂缝远端

携砂液阶段：降排量注入高粘度低伤害压裂液，既可少产生煤粉，又能将砂携带得更远，且将煤粉阻挡在裂缝的远端。同时做到：①提高砂比和铺砂浓度；②降低支撑剂粒径，也就是加砂程序不能以大粒径为主，而是中砂、细砂、降滤失剂各三分之一。一.煤层特征及压裂特点2、煤岩特性----煤层有较低的杨氏模量和高的波松比一.煤层特征及压裂特点4、容易形成较宽的裂缝

在水力压裂的数学模型中，介质材料在外力作用下形成裂缝的宽度与杨氏模量成反比，即WF=f(1/E)。由于煤岩杨氏模量要比普通砂岩低（一般3-10倍），因此煤层压裂裂缝宽度在10mm左右甚至更宽。一.煤层特征及压裂特点5、裂缝形态很复杂煤层压裂所形成的水力裂缝为裂缝网络，平面上呈不规则的椭圆形煤层压裂裂缝模型以井为中