煤层压裂改造配套技术剖析

煤层压裂改造配套技术剖析 【摘要】本文提出了适宜煤层压裂改造的配套工艺技术，包括完井、压裂设计、压裂液研制、支撑剂优选、压裂施工、裂缝监测、压裂效果评价等技术。该技术完整、成熟、先进，居国内领先水平，现场应用 15 口井 33 层煤，效果良好，可推广应用。 1 引言 煤层压裂改造可有效地将井孔与煤层天然裂隙连通起来，从而在排水采气时，更广泛地分配井孔附近的压降，增加产能，增大气体解吸速率。因此，在煤层气勘探开发中，压裂改造作为一种重要的强化措施，已得到普遍应用。然而，由于我国煤层气勘探开发起步晚、技术落后，尤其压裂改造工艺技术还没有作系统讨论，为此，我处经过四年科技攻关，讨论成功了煤层压裂改造配套工艺技术，现场应用 15 口井 33 层煤，效果良好。2 煤层压裂改造配套工艺技术完井技术 采纳全井下 Φ（Φ)套管，低密度水泥浆固井工艺技术。 采纳高密度深穿透射孔工艺技术。用 Φ102 枪 102 弹，孔密 16～32 孔/m，螺旋布孔，相位角 90°，射开煤层或煤层和围岩，从而使射孔孔径超过Φ12mm，有效穿透距离超过 500m。 这种完井技术稳固了井身，减少了煤层污染，有利于煤层分层压裂改造，能满足排水采气需要，经济可行。压裂设计技术 研制成功了煤层气井三维压裂优化设计软件。该软件填补了国内空白，是国内第一套煤层气井压裂软件，达到国际先进水平。该软件在 Windows 环境下开发，采纳VisualforWindows 编程，模块化设计，算法先进可靠。它主要包含以下 7 个模型： 产量动态预测模型 经济评价模型 裂缝三维延伸模型 控制缝高模型 支撑剂运移分布模型 温度场模型 优化设计模型 运用该软件，可设计出最优压裂方案，达到最佳压裂效果。2.３压裂液研制 压裂液性能的好坏直接关系到压裂施工的成败及压后增产效果，根据煤层特性，研制出了适合煤层的压裂液系列。 清水：其矿化度与煤层水接近，不损害煤层； 活性水：对煤层损害轻微； 低温冻胶压裂液：主要由瓜尔胶、KCL、杀菌剂、表面活性剂、助排剂、交联剂、破胶剂等组成。其技术指标居国内领先水平，破胶后水化液粘度为·s，表面张力＜30mN/m，界面张力＜2mN/m，煤层损害率＜16%。支撑剂优选 煤层一般埋藏较浅，闭合压力低，选用天然石英砂既可满足支撑裂缝要求，又经济便宜。常用石英砂规格有40～70 目粉砂、20～40 目中砂和 12～20 目粗砂。压裂加砂组合方式有 4 种：①粉砂+中砂+粗砂；②粉砂+粗砂；③中砂...