一種煤儲層水鎖傷害控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤層氣勘探開發(fā)煤層氣井儲層改造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煤儲層水鎖傷害控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國低滲透率、低臨儲壓力比、低含氣飽和度的煤儲層條件不利于煤層氣商業(yè)化開發(fā)，國內(nèi)很多學(xué)者在物理增透技術(shù)、化學(xué)增透技術(shù)、化學(xué)能量方式降低煤儲層的親甲烷能力等方面進(jìn)行了研宄，對煤儲層的改造取得了一定的效果。但多數(shù)研宄成果并未涉及或關(guān)注儲層改造引起的儲層損害問題。
[0003]水鎖效應(yīng)是造成煤層氣儲層損害的主要因素之一。煤層氣儲層是一種復(fù)雜的多孔介質(zhì)，外來流體侵入后將裂隙中氣體推向儲層深部，并在氣水界面形成一個凹向水相的彎液面，進(jìn)而形成毛細(xì)管阻力，當(dāng)孔隙內(nèi)部與外部環(huán)境之間的壓力差不足以克服該毛細(xì)管阻力時，便阻礙煤層氣解吸和滲流，發(fā)生水鎖。隨著儲層含水率上升，煤層氣解吸時間延長和滲透率降低，嚴(yán)重影響煤層氣的解吸擴(kuò)散滲流及后期開采，因此開展煤儲層水鎖傷害控制技術(shù)研宄有利于保護(hù)煤層氣儲層，從而提高煤層氣采收率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于提供一種煤儲層水鎖傷害控制方法，該方法降低了煤層氣儲層表面張力和毛細(xì)管阻力，減少了儲層水鎖損害，有利于保護(hù)煤層氣儲層及提高煤層氣采收率。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種煤儲層水鎖傷害控制方法，其包括如下步驟:
1)選擇進(jìn)行壓裂改造的地面煤層氣井；
2)現(xiàn)場采集儲層煤樣，室內(nèi)測試水在煤樣表面的接觸角；
3)向壓裂液中加入快T和二氧化氯，根據(jù)水在煤樣表面的接觸角選定快T的濃度，根據(jù)煤樣的煤階(即煤樣的變質(zhì)程度)選定二氧化氯的濃度；
4)加入快T和二氧化氯后并攪拌均勻的壓裂液可作為前置液，或作為攜砂液與非活性水壓裂液進(jìn)行聯(lián)合水力壓裂，兩者之間(即前置液和攜砂液之間)需泵入20 - 30立方米的活性水壓裂液進(jìn)行隔離；
5)水力壓裂結(jié)束后至少3小時，才能開始返排壓裂液；
6)效果檢驗(yàn)，主要指標(biāo)包括煤層氣解吸時間、儲層滲透率等。
[0006]具體的，所述步驟3)中接觸角的大小決定了加入快T的濃度，基本原則:0° <接觸角彡40°，10ppm <快T濃度彡500ppm;40° <接觸角彡90°，500??111<快1'濃度(100ppm ；90° <接觸角彡 180。，100ppm <快 T 濃度彡 2000ppm。
[0007]所述步驟3)中煤樣煤階的高低決定了加入二氧化氯的濃度，基本原則:低階煤，二氧化氯濃度為500 — 100ppm ;中階煤，二氧化氯的濃度為1000 — 2500ppm但不包括100ppm ;高階煤，二氧化氯的濃度為2500 — 5000ppm但不包括2500ppm。
[0008]所述的步驟4)中水力壓裂既包括煤層氣井的首次水力壓裂，也包括煤層氣井的二次壓裂改造和解堵施工。
[0009]快T即快速滲透劑T，化學(xué)名:順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉，屬陰離子表面活性劑。非活性水壓裂液可以是常用的清潔壓裂液、胍膠壓裂液、泡沫壓裂液等。
[0010]水力壓裂時會將大量的壓裂液注入煤儲層，壓裂液進(jìn)入煤儲層裂隙后便發(fā)生水鎖，阻礙煤層氣解吸和滲流，導(dǎo)致煤層氣解吸時間延長和滲透率降低，從而嚴(yán)重影響煤層氣的解吸擴(kuò)散滲流及后期開采。本發(fā)明在壓裂液中均勻拌入合適濃度的表面活性劑快TdiS裂液具有較弱的起泡性和良好的表面活性，使用此壓裂液進(jìn)行水力壓裂后，減小了水與煤表面的接觸角，降低了煤層氣儲層表面張力、毛細(xì)管阻力和煤儲層啟動壓力梯度，增加了煤層氣的解吸速率，從而避免了壓裂液對煤儲層的水鎖損害，提高了煤層氣采收率。另外，本發(fā)明向壓裂液中均勻拌入選定濃度快T的同時均勻拌入了選定濃度的二氧化氯，快T改變了疏水煤儲層的潤濕性，二氧化氯隨著壓裂液進(jìn)入煤儲層孔隙并與煤儲層作用，降低了煤儲層的親甲烷能力，增加了煤層氣的解吸量，同時增加了煤儲層的滲透率。
[0011]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
添加快T后壓裂液具有較弱的起泡性和良好的表面活性，降低了煤層氣儲層表面張力和毛細(xì)管阻力，減少了儲層水鎖損害，有利于保護(hù)煤層氣儲層；降低了儲層啟動壓力梯度，增加了煤層氣的解吸速率、增大了儲層的滲透率，可提高單井日產(chǎn)氣量，從而提高煤層氣采收率。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步地詳細(xì)介紹，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。
[0013]實(shí)施例1
一種煤儲層水鎖傷害控制方法，其包括如下步驟:
1)選擇進(jìn)行壓裂改造的地面煤層氣井；
2)現(xiàn)場采集儲層煤樣，室內(nèi)測試水在煤樣表面的接觸角；
3)向壓裂液中加入快T和二氧化氯，根據(jù)水在煤樣表面的接觸角選定快T的濃度，根據(jù)煤樣的煤階選定二氧化氯的濃度；具體原則為:0° <接觸角< 40°，10ppm <快T濃度^ 500ppm ；40° <接觸角彡 90°，500ppm <快 T 濃度彡 100ppm ;90。<接觸角彡 180。，100ppmC快T濃度< 2000ppm ;低階煤，二氧化氯濃度為500 — 100ppm ;中階煤，二氧化氯的濃度為1000 - 2500ppm但不包括100ppm ;高階煤，二氧化氯的濃度為2500 — 5000ppm但不包括2500ppm。
[0014]4)加入快T和二氧化氯后并攪拌均勻的壓裂液可作為前置液，或作為攜砂液與非活性水壓裂液進(jìn)行聯(lián)合水力壓裂，兩者之間需泵入20 - 30立方米的活性水壓裂液進(jìn)行隔離；步驟4)中水力壓裂既包括煤層氣井的首次水力壓裂，也包括煤層氣井的二次壓裂改造和解堵施工；
5)水力壓裂結(jié)束后至少3小時，才能開始返排壓裂液；
6)效果檢驗(yàn)，主要指標(biāo)包括煤層氣解吸時間、儲層滲透率等。
[0015]本發(fā)明添加快T后的壓裂液具有較弱的起泡性和良好的表面活性，降低了煤層氣儲層表面張力和毛細(xì)管阻力，減少了儲層水鎖損害，有利于保護(hù)煤層氣儲層；降低了儲層啟動壓力梯度，增加了煤層氣的解吸速率、增大了儲層的滲透率，可提高單井日產(chǎn)氣量，從而提高煤層氣采收率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種煤儲層水鎖傷害控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)選擇進(jìn)行壓裂改造的地面煤層氣井； 2)現(xiàn)場采集儲層煤樣，室內(nèi)測試水在煤樣表面的接觸角； 3)向壓裂液中加入快T和二氧化氯，根據(jù)水在煤樣表面的接觸角選定快T的濃度，根據(jù)煤樣的煤階選定二氧化氯的濃度； 4)加入快T和二氧化氯后并攪拌均勻的壓裂液作為前置液，或作為攜砂液與非活性水壓裂液進(jìn)行聯(lián)合水力壓裂，兩者之間需泵入20 - 30立方米的活性水壓裂液進(jìn)行隔離； 5)水力壓裂結(jié)束后至少3小時，才能開始返排壓裂液。2.如權(quán)利要求1所述煤儲層水鎖傷害控制方法，其特征在于，所述步驟3)中接觸角的大小決定了加入快T的濃度，基本原則:0° <接觸角彡40°，10ppm <快T濃度彡500ppm;40。<接觸角彡 90°，500??111<快T濃度彡 100ppm ;90。<接觸角彡 180°，100ppm <快T 濃度 < 2000ppm。3.如權(quán)利要求1或2所述煤儲層水鎖傷害控制方法，其特征在于，所述步驟3)中煤樣煤階的高低決定了加入二氧化氯的濃度，基本原則:低階煤，二氧化氯濃度為500 —100ppm ;中階煤，二氧化氯的濃度為1000 — 2500ppm但不包括100ppm ;高階煤，二氧化氯的濃度為2500 - 5000ppm但不包括2500ppm。4.如權(quán)利要求1或2所述煤儲層水鎖傷害控制方法，其特征在于，所述的步驟4)中水力壓裂包括煤層氣井的首次水力壓裂、煤層氣井的二次壓裂改造和解堵施工。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種煤儲層水鎖傷害控制方法，其包括如下步驟：1）選擇進(jìn)行壓裂改造的地面煤層氣井；2）現(xiàn)場采集儲層煤樣，室內(nèi)測試水在煤樣表面的接觸角；3）向壓裂液中加入快T和二氧化氯，根據(jù)水在煤樣表面的接觸角選定快T的濃度，根據(jù)煤樣的煤階（即煤樣的變質(zhì)程度）選定二氧化氯的濃度；4）加入快T和二氧化氯后并攪拌均勻的壓裂液可作為前置液，或作為攜砂液與非活性水壓裂液進(jìn)行聯(lián)合水力壓裂，兩者之間需泵入20－30立方米的活性水壓裂液進(jìn)行隔離；5）水力壓裂結(jié)束后至少3小時，才能開始返排壓裂液。該方法降低了煤層氣儲層表面張力和毛細(xì)管阻力，減少了儲層水鎖損害，有利于保護(hù)煤層氣儲層及提高煤層氣采收率。
【IPC分類】E21B43/26
【公開號】CN104912533
【申請?zhí)枴緾N201510238769
【發(fā)明人】蘇現(xiàn)波, 宋金星, 蘇黎楠, 郭紅玉, 李賢忠, 司青
【申請人】河南理工大學(xué)
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月12日