專利名稱：一種適合深層煤層氣壓裂的工藝技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種深層煤層氣的壓裂工藝技術(shù)。
背景技術(shù)：
煤層氣是一種在含煤巖層中，以腐植性有機(jī)物質(zhì)為主的成煤物質(zhì)在成煤過(guò)程中自生、自儲(chǔ)式非常規(guī)的天然氣，俗稱瓦斯，主要成分為CH4,占90%以上。煤層氣在煤層中生成，并以吸附、游離狀態(tài)儲(chǔ)存在煤層及鄰近巖層之中。鄂爾多斯盆地發(fā)育石炭一二疊紀(jì)和侏羅紀(jì)兩套含煤巖系，煤層發(fā)育，厚度大。盆地內(nèi)埋深1000 2000m煤層氣資源量大。盆地深層巨大的煤層氣資源預(yù)示著廣闊的勘探開發(fā)前景。開采煤層氣必須在煤層與井筒之間建立有效的連通孔道，而產(chǎn)生這種連通孔道的最有效方式是對(duì)煤層進(jìn)行水力壓裂。煤層氣井壓裂與油氣井壓裂相比在技術(shù)上有很大的差異煤層割理系統(tǒng)發(fā)育，濾失嚴(yán)重，難以形成長(zhǎng)縫；煤層容易吸附和傷害，儲(chǔ)層保護(hù)難度大。可見，煤層氣壓裂施工難度較大。通常超過(guò)1500m的煤層稱為深層。而鄂爾多斯盆地深層煤層氣井的煤層深達(dá)2000米，壓裂施工的技術(shù)難度遠(yuǎn)大于常規(guī)煤層氣井，沒有成熟的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。本發(fā)明是針對(duì)深層煤層氣壓裂存在的難題，通過(guò)多年的技術(shù)攻關(guān)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，形成的適合深層煤層氣壓裂的工藝技術(shù)體系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適合深層煤層氣壓裂的工藝，它解決了由于煤層埋藏深和施工壓力高等問題導(dǎo)致煤層氣難以壓裂的問題。該工藝適應(yīng)于鄂爾多斯盆地深層煤層氣的壓裂。本發(fā)明的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種適合深層煤層氣壓裂的工藝技術(shù)，其特征是該工藝技術(shù)由大排量壓裂技術(shù)、低砂比壓裂技術(shù)、脈沖加砂技術(shù)和復(fù)合支撐技術(shù)組成。所述的大排量壓裂技術(shù)是煤層氣在壓裂過(guò)程中，以大排量注入壓裂液的方式將壓裂液注入煤層；所述的大排量是指5 IOm3Aiin的排量。所述的低砂比壓裂技術(shù)是砂比為5% 10%。所述的脈沖加砂技術(shù)在壓裂施工過(guò)程中，將前置液和攜砂液按3次以上交替注入的方式來(lái)泵入支撐劑。所述的復(fù)合支撐技術(shù)是支撐劑為石英砂支撐劑，在加砂前期先加入粒徑為0. 15 0. 30mm支撐劑對(duì)天然割理進(jìn)行處理，以降低濾失；在加砂中期加入粒徑為0. 425 0. 85mm支撐劑以達(dá)到裂縫延伸的目的；在加砂后期加入粒徑0. 90 1. 20mm支撐劑，充填井筒邊緣地帶，人工的形成高滲帶，以保證煤層氣流的順利暢通。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明解決了深層煤層氣難以開采的問題，該技術(shù)的應(yīng)用，使深層煤層氣的開采成為了可能，是煤層氣工藝技術(shù)領(lǐng)域的重要突破。


下面結(jié)合實(shí)施例和實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。圖1是實(shí)施例1 Y-I井煤層氣壓裂施工的曲線圖； 圖2是實(shí)施例2 Y-2井煤層氣壓裂施工的曲線圖。
具體實(shí)施例方式在實(shí)施例中沒有詳細(xì)敘述的部分是采用現(xiàn)有技術(shù)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或公知手段。一種適合深層煤層氣壓裂的工藝技術(shù)，其特征是該工藝技術(shù)由大排量壓裂技術(shù)、 低砂比壓裂技術(shù)、脈沖加砂技術(shù)和復(fù)合支撐技術(shù)組成。(1)大排量壓裂技術(shù)
在石油天然氣行業(yè)中，排量是指單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入儲(chǔ)層的液體體積，單位為m7min。壓裂施工中的排量一般小于5m7min，本發(fā)明中的大排量是指5 IOm3Aiin的排量。由于煤層存在大量的天然割理系統(tǒng)和壓裂采用的為活性水壓裂液，導(dǎo)致煤層氣在壓裂過(guò)程中液體濾失量大、液體效率低，為了提高液體效率，并結(jié)合活性水壓裂液的特點(diǎn)， 選大排量注入壓裂液的方式，以便有效控制液體濾失，以保證裂縫有效延伸，提高煤層改造的有效半徑。(2)低砂比壓裂技術(shù)
煤層的特性、壓裂液、排量和支撐劑的密度共同決定了煤層氣壓裂的砂比。煤層性脆、 易濾失和易破碎的特性導(dǎo)致煤層在壓裂過(guò)程中容易砂堵，壓裂液粘度低也容易導(dǎo)致砂堵， 采用砂比為5% 10%的壓裂技術(shù)可有效防止煤層砂堵，有利于增加裂縫縫長(zhǎng)。(3)脈沖加砂技術(shù)
煤層氣獲得增產(chǎn)的主要途徑是盡可能的溝通天然割理系統(tǒng)和增加縫長(zhǎng)。脈沖加砂工藝是在壓裂施工過(guò)程中，采取前置液和攜砂液按3次以上交替注入的方式來(lái)泵入支撐劑。該技術(shù)不但有利于盡可能多的溝通天然割理系統(tǒng)和增加縫長(zhǎng)，而且還可以有效防止砂堵，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，提高壓裂成功率。(4)復(fù)合支撐技術(shù)
根據(jù)鄂爾多斯盆地煤層氣的埋深，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合評(píng)價(jià)，支撐劑選石英砂。針對(duì)煤層氣儲(chǔ)層易濾失的特點(diǎn)，在加砂前期先加入細(xì)粒徑支撐劑(0. 15 0. 30mm)對(duì)天然割理進(jìn)行處理，以降低濾失；在加砂中期加入中粒徑支撐劑(0. 425 0. 85mm)以達(dá)到裂縫延伸的目的； 在加砂后期加入粗粒徑支撐劑(0. 90 1. 20mm),充填井筒邊緣地帶，人工的形成高滲帶， 以保證煤層氣流的順利暢通。深層煤層氣壓裂技術(shù)在鄂爾多斯盆地進(jìn)行了 2 口井的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)， 實(shí)施例1
Y-I井煤層氣壓裂施工，該井煤層深度1890m，施工參數(shù)見圖1的施工曲線。煤層氣在壓裂過(guò)程中，以大排量注入壓裂液的方式將壓裂液注入煤層；所述的大排量是指5 IOm3/ min的排量?？诰?dāng)y砂液的施工排量5 8m3，砂比為5% 10%。在壓裂施工過(guò)程中，將前置液和攜砂液按3次交替注入的方式來(lái)泵入支撐劑。支撐劑為石英砂支撐劑，在加砂前期先加入粒徑為0. 15 0. 30mm支撐劑對(duì)天然割理進(jìn)行處理，以降低濾失；在加砂中期加入粒徑為0. 425 0. 85mm支撐劑以達(dá)到裂縫延伸的目的；在加砂后期加入粒徑0. 90 1. 20mm 支撐劑，充填井筒邊緣地帶，人工的形成高滲帶，以保證煤層氣流的順利暢通。
最高壓力達(dá)到了 65MPa，成功的完成了國(guó)內(nèi)最深煤層氣井的加砂壓裂。實(shí)施例2
Y-2井煤層氣壓裂施工，該井煤層深度1960m，施工參數(shù)見圖2的施工曲線。煤層氣在壓裂過(guò)程中，以大排量注入壓裂液的方式將壓裂液注入煤層；所述的大排量是指5 IOm3/min的排量?？诰?dāng)y砂液的施工排量5 8m3，砂比為5% 10%。在壓裂施工過(guò)程中，將前置液和攜砂液按5次交替注入的方式來(lái)泵入支撐劑。支撐劑為石英砂支撐劑，在加砂前期先加入粒徑為0. 15 0. 30mm支撐劑對(duì)天然割理進(jìn)行處理，以降低濾失；在加砂中期加入粒徑為0. 425 0. 85mm支撐劑以達(dá)到裂縫延伸的目的；在加砂后期加入粒徑0. 90 1. 20mm支撐劑，充填井筒邊緣地帶，人工的形成高滲帶，以保證煤層氣流的順利暢通。最高壓力達(dá)到了 65MPa，成功的完成了國(guó)內(nèi)最深煤層氣井的加砂壓裂。
權(quán)利要求
1.一種適合深層煤層氣壓裂的工藝技術(shù)，其特征是該工藝技術(shù)由大排量壓裂技術(shù)、 低砂比壓裂技術(shù)、脈沖加砂技術(shù)和復(fù)合支撐技術(shù)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適合深層煤層氣壓裂的工藝技術(shù)，其特征是所述的大排量壓裂技術(shù)是煤層氣在壓裂過(guò)程中，以大排量注入壓裂液的方式將壓裂液注入煤層；所述的大排量是指5 IOm3Aiin的排量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適合深層煤層氣壓裂的工藝技術(shù)，其特征是所述的低砂比壓裂技術(shù)是砂比為5% 10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適合深層煤層氣壓裂的工藝技術(shù)，其特征是所述的脈沖加砂技術(shù)在壓裂施工過(guò)程中，將前置液和攜砂液按3次以上交替注入的方式來(lái)泵入支撐劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適合深層煤層氣壓裂的工藝技術(shù)，其特征是所述的復(fù)合支撐技術(shù)是支撐劑為石英砂支撐劑，在加砂前期先加入粒徑為0. 15 0. 30mm支撐劑對(duì)天然割理進(jìn)行處理，以降低濾失；在加砂中期加入粒徑為0. 425 0. 85mm支撐劑以達(dá)到裂縫延伸的目的；在加砂后期加入粒徑0. 90 1.20mm支撐劑，充填井筒邊緣地帶，人工的形成高滲帶，以保證煤層氣流的順利暢通。
全文摘要
本發(fā)明公開一種適合深層煤層氣壓裂的工藝技術(shù)，其特征是該工藝技術(shù)由大排量壓裂技術(shù)、低砂比壓裂技術(shù)、脈沖加砂技術(shù)和復(fù)合支撐技術(shù)組成。本發(fā)明解決了由于煤層埋藏深和施工壓力高等問題導(dǎo)致煤層氣難以壓裂的問題。
文檔編號(hào)E21B43/267GK102562022SQ201210053159
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者喬紅軍, 張軍濤, 申峰, 郭慶, 陶紅勝, 高瑞民 申請(qǐng)人:陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司研究院