煤层气井水力压裂裂缝导流能力实验评价_王春鹏VIP专享VIP免费

煤层气井水力压裂裂缝导流能力实验评价王春鹏�张士诚�王�雷�唐怀轶�崔伟香(中国石油大学,北京�102249)摘�要:本文主要围绕煤层气井压裂裂缝导流能力实验评价展开介绍。煤层气井水压裂裂缝导流能力实验表明,与砂岩地层不同,煤层的硬度较小,压裂中支撑剂嵌入情况较严重,导致导流能力降低,加大铺砂浓度能在很大程度上提高煤层裂缝的导流能力。实验中,煤层闭合压力是一个重要的参数,实验对比了在不同闭合压力下,支撑剂颗粒的破碎与嵌入、铺砂浓度、石英砂支撑剂粒径的选择等因素对煤层导流能力的影响。本文所得出的结论对今后煤层气的研究工作及现场施工具有一定的指导意义。关键词:煤层气�水力压裂�导流能力ExperimentalEvaluationonConductivityofHydraulicFracturinginCBMWellsWangChunpeng,ZhangShicheng,WangLei,TangHuaiyiandCuiweixiang(ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249)Abstract:Anall�roundintroductionisgivenmainlyonexperimentalevaluationsontheconductivityofhy�draulicfractureinCBMwells�Comparedtosandstone,acoalbedfeatureslowerrigidity,leadingtomoreseri�ousproppantembedmentinhydraulicfracturingandthusthedescentofconductivity,whichcouldbeeasedbyincreasingtheconsistenceofsandfilling�Sincetheclosurepressureofcoalbedisakeyparameter,theexperi�mentalcomparisonofinfluenceoncoalbedconductivityismadeunderdifferentclosurepressuresbetweentheproppantcrushingandembedment,consistenceofsandfillingandquartzsandproppantdiameter�Theconclu�sionsdrawninthispapercanbeusedtoguidethefuturestudyofCBMandfieldperformance�Keywords:CBM;hydraulicfracturing;conductivity��煤层气是一种非常规的天然气,主要是以吸附状态存在于煤层内,也有少量以游离状态存在于孔隙与裂缝中[1]。煤层气井一般较浅,因此压裂过程中对支撑剂的强度要求不高,所以煤层气井压裂通常选择石英砂作为支撑剂。目前主要使用粒径为20/40目(0�4~0�8mm)和10/20目(0�8~1�2mm)的石英砂。与常规砂岩地层相比,煤层的节理发育、天然裂缝较多、埋藏浅、硬度低、渗透率��基金项目�本文受国家重点基础研究发展计划(973计划)项目�中国煤层气成藏机制及经济开采基础研究�(项目编号:2002CB11700)资助。��作者简介�王春鹏,1978年生,中国石油大学(北京)2003级硕士研究生,主要从事煤层气成藏和开采方面的基础研究工作。���第3卷第1期������������������中国煤层气������������������Vo1�3No�1���2006年1月���������������CHINACOALBEDMETHANE��������������Jan.2006�低(<0�1mD)[3]、孔隙度一般小于5%[4],所以砂岩地层中裂缝导流能力的许多评价结果不能应用到煤层压裂中。1�实验仪器及实验条件本次煤层导流能力试验所使用的仪器及相关实验条件如表1。表1�实验条件及仪器项�目内�容实验仪器FCES-100导流仪实验流体2%的KCL溶液实验温度50�最大闭合压力50MPa支撑剂类型石英砂(10/20、20/40目)2�实验方法利用FCES-100导流仪,在岩芯夹持器中夹持煤片模拟煤层裂缝,实验过程中将实验流体以稳定的流速通过两片煤片之间的石英砂夹层,逐渐增大闭合压力得到裂缝导流能力随闭合压力变化的曲线[5]。通过改变铺砂浓度、支撑剂粒径、压裂液浓度等实验条件得出不同情况下闭合压力与导流能力关系的曲线,然后将不同的曲线进行比较得出相应的实验结论。3�实验结果分析3�1�铺砂浓度对导流能力的影响分别选取5kg/m2和10kg/m2两种铺砂浓度进行实验,图1是两种铺砂浓度在不同地层闭合压力图1�不同铺砂浓度导流能力对比图下导流能力的对比图,如图所示铺砂浓度为10kg/m2时的导流能力明显大于5kg/m2时的导流能力,可见加大铺砂浓度能在很大程度上提高裂缝的导流能力。这与砂岩地层导流能力评价实验的结果是一致的。3�2�支撑剂粒径变化对导流能力的影响图2是20/40目和10/20目两种粒径石英砂加入150ml胍胶浓度为0�4%的压裂液以后得到的导流能力对比图,支撑剂的铺砂浓度为5kg/m2,采用煤片...