煤層壓裂技術(shù)(介紹)

1、 煤層壓裂技術(shù)二一年八月二一年八月匯匯 報(bào)報(bào) 提提 綱綱三交三交準(zhǔn)格爾準(zhǔn)格爾大寧大寧- -吉縣吉縣韓城韓城 基本探明區(qū)基本探明區(qū)自營(yíng)礦權(quán)自營(yíng)礦權(quán)中石油中石油油氣礦權(quán)油氣礦權(quán)對(duì)外合作對(duì)外合作其他公司礦權(quán)其他公司礦權(quán)保保德德q 位于鄂爾多斯盆地東緣，包括韓城、大寧位于鄂爾多斯盆地東緣，包括韓城、大寧- -吉縣、三交、保德和準(zhǔn)格爾五個(gè)區(qū)塊。吉縣、三交、保德和準(zhǔn)格爾五個(gè)區(qū)塊。匯匯 報(bào)報(bào) 提提 綱綱 韓城區(qū)塊煤層埋藏較淺，滲透率較低，含氣量較高，韓城區(qū)塊煤層埋藏較淺，滲透率較低，含氣量較高，經(jīng)壓裂后能獲得較好經(jīng)壓裂后能獲得較好的產(chǎn)氣量的產(chǎn)氣量，有利于煤層氣的勘探開發(fā)，有利于煤層氣的勘探開發(fā)巖石種類巖石種

2、類彈性模量彈性模量MPaMPa泊松比泊松比范圍范圍平均值平均值多孔、松多孔、松散至微膠散至微膠結(jié)結(jié)3500-3500-1040010400700070000.2-0.2-0.30.3中等硬度中等硬度13800-13800-276002760027000270000.170.17堅(jiān)硬致密堅(jiān)硬致密34600-34600-523005230043500435000.150.15區(qū)塊區(qū)塊參數(shù)名稱參數(shù)名稱數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)單位單位備注備注韓城區(qū)塊韓城區(qū)塊泊泊 松松 比比0.19 (無因次無因次)5 5號(hào)煤樣號(hào)煤樣彈性模量彈性模量7608.39 (MPa)泊泊 松松 比比0.24 (無因次無因次)3 3號(hào)煤樣號(hào)煤樣

3、彈性模量彈性模量9755.42 (MPa)三交區(qū)塊三交區(qū)塊泊泊 松松 比比0.24 (無因次無因次)5 5號(hào)煤樣號(hào)煤樣彈性模量彈性模量2289.10 (MPa)保德區(qū)塊保德區(qū)塊泊泊 松松 比比0.31 0.31 ( (無因次無因次)8 8號(hào)煤樣號(hào)煤樣彈性模量彈性模量2333.90 2333.90 (MPa)(MPa)泊泊 松松 比比0.39 0.39 ( (無因次無因次)1313號(hào)樣號(hào)樣彈性模量彈性模量1317.40 1317.40 (MPa)(MPa)大寧大寧- -吉縣吉縣泊泊 松松 比比0.23 0.23 ( (無因次無因次)5 5號(hào)煤樣號(hào)煤樣彈性模量彈性模量20616.80 20616.

4、80 (MPa)(MPa)從煤樣巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)看出：所有區(qū)塊從煤樣巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)看出：所有區(qū)塊煤層都偏向煤層都偏向于多孔、松散至弱膠結(jié)狀態(tài)于多孔、松散至弱膠結(jié)狀態(tài)不利于人工不利于人工裂縫形成，裂縫形成，且壓裂過程且壓裂過程易產(chǎn)生煤粉。易產(chǎn)生煤粉。典型伊利石原煤電鏡含煤沉含煤沉積盆地積盆地高嶺石、伊利石、綠泥石、蒙皂石、蒙高嶺石、伊利石、綠泥石、蒙皂石、蒙/ /伊伊混層、鈉板石、葉蠟石混層、鈉板石、葉蠟石 華北石炭華北石炭 二疊系二疊系電鏡掃描結(jié)果，煤的微觀狀態(tài)為電鏡掃描結(jié)果，煤的微觀狀態(tài)為層狀結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu)，非煤體部分主要為，非煤體部分主要為礦礦物質(zhì)且含量較少，且物質(zhì)且含量較少，且水敏性物質(zhì)水敏性物

5、質(zhì)少，水敏性不強(qiáng)。少，水敏性不強(qiáng)。原煤電鏡 編 號(hào)自吸排量自驅(qū)量自吸排水水潤(rùn)濕指數(shù)RS351400.2300RS35150000潤(rùn) 濕 評(píng) 定中性（煤樣有裂縫）10MP油驅(qū)水不同吸水吸水20%潤(rùn)濕性：潤(rùn)濕性：一般認(rèn)為煤芯吸水量占孔隙體一般認(rèn)為煤芯吸水量占孔隙體積的積的20%20%是親水性，從天然煤芯自吸自是親水性，從天然煤芯自吸自排實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，判斷煤層為中性即排實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，判斷煤層為中性即非親水性質(zhì)，水鎖傷害不強(qiáng)非親水性質(zhì)，水鎖傷害不強(qiáng)水中表活劑及無機(jī)鹽濃度的增加水中表活劑及無機(jī)鹽濃度的增加，進(jìn)入煤層的水就越容易被吸附，從而，進(jìn)入煤層的水就越容易被吸附，從而改變了煤層的潤(rùn)濕性，改變了煤層的

6、潤(rùn)濕性，增加了水鎖傷害增加了水鎖傷害。所以煤層壓裂液在滿足防膨要。所以煤層壓裂液在滿足防膨要求的基礎(chǔ)上，盡量求的基礎(chǔ)上，盡量減少表面活性劑和無機(jī)鹽的用量減少表面活性劑和無機(jī)鹽的用量。 v 通過對(duì)韓城、保德、三交及大寧通過對(duì)韓城、保德、三交及大寧- -吉縣區(qū)塊煤巖的壓敏實(shí)驗(yàn)表明：這些吉縣區(qū)塊煤巖的壓敏實(shí)驗(yàn)表明：這些區(qū)塊煤比較易于壓縮，且壓后滲透率不能完全恢復(fù)，壓敏傷害較大。區(qū)塊煤比較易于壓縮，且壓后滲透率不能完全恢復(fù)，壓敏傷害較大。故壓故壓裂過程應(yīng)避免凈壓力的突然上升，減小壓敏傷害。裂過程應(yīng)避免凈壓力的突然上升，減小壓敏傷害。煤層煤樣應(yīng)力敏感曲線0.050.000.100.150.200.250

7、3691215v 針對(duì)韓城區(qū)塊施工的針對(duì)韓城區(qū)塊施工的6565口井，口井，8282層測(cè)井解釋資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分層測(cè)井解釋資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析表明：析表明：不同煤層之間在密度、聲波及滲透性方面差異明顯不同煤層之間在密度、聲波及滲透性方面差異明顯韓城區(qū)塊韓城區(qū)塊3#3#、5#5#、11#11#測(cè)井解釋平均值統(tǒng)計(jì)表測(cè)井解釋平均值統(tǒng)計(jì)表 v 通過對(duì)鄰井壓裂施工數(shù)據(jù)分析得出：通過對(duì)鄰井壓裂施工數(shù)據(jù)分析得出：同一井組，同一層號(hào)的同一井組，同一層號(hào)的煤層地質(zhì)參數(shù)差異較大，非均質(zhì)性強(qiáng)煤層地質(zhì)參數(shù)差異較大，非均質(zhì)性強(qiáng)煤巖以中高階煤為主，煤巖以中高階煤為主，面、端割理較發(fā)育面、端割理較發(fā)育煤巖多孔松散、膠結(jié)程度較弱，煤巖

8、多孔松散、膠結(jié)程度較弱，低水敏低水敏煤層為煤層為非親水性質(zhì)非親水性質(zhì)壓敏性較強(qiáng)壓敏性較強(qiáng)區(qū)塊內(nèi)煤層在區(qū)塊內(nèi)煤層在剖面剖面及及平面平面上地質(zhì)參數(shù)差異上地質(zhì)參數(shù)差異較大較大 匯匯 報(bào)報(bào) 提提 綱綱q通過對(duì)煤層的認(rèn)識(shí)，以及大量的壓裂工藝試驗(yàn)，形成以通過對(duì)煤層的認(rèn)識(shí)，以及大量的壓裂工藝試驗(yàn)，形成以“大液量、大排大液量、大排量、低傷害量、低傷害”為特色，以為特色，以“安全、科學(xué)、低成本安全、科學(xué)、低成本”為理念的為理念的8 8項(xiàng)項(xiàng)壓裂配套壓裂配套工藝技術(shù)工藝技術(shù) 3 3.1 .1 煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)n主要目的：主要目的：了解人工裂縫的了解人工裂縫的形態(tài)、方向、大小形態(tài)、方向、大小，

9、以利于提高壓，以利于提高壓裂效果裂效果n主要技術(shù)：主要技術(shù)：利用利用測(cè)井資料測(cè)井資料判斷裂縫形態(tài)、利用判斷裂縫形態(tài)、利用施工數(shù)據(jù)分析施工數(shù)據(jù)分析進(jìn)進(jìn)行凈壓力處理、采用行凈壓力處理、采用雙對(duì)數(shù)法雙對(duì)數(shù)法獲得裂縫形態(tài)、利用獲得裂縫形態(tài)、利用縫網(wǎng)壓裂設(shè)計(jì)縫網(wǎng)壓裂設(shè)計(jì)軟件軟件模擬裂縫形態(tài)及大小、利用模擬裂縫形態(tài)及大小、利用微地震監(jiān)測(cè)微地震監(jiān)測(cè)獲取裂縫方向及大小、獲取裂縫方向及大小、利用利用測(cè)斜儀測(cè)斜儀判斷裂縫的形態(tài)和方向。判斷裂縫的形態(tài)和方向。 v資料處理資料處理: :利用韓城區(qū)塊利用韓城區(qū)塊1818口井、口井、共共3333層的聲波測(cè)井資料，分析層的聲波測(cè)井資料，分析解釋了各井巖石力學(xué)參數(shù)，并解釋了各

10、井巖石力學(xué)參數(shù)，并依據(jù)三向應(yīng)力的相對(duì)大小關(guān)系，依據(jù)三向應(yīng)力的相對(duì)大小關(guān)系，分析了其裂縫形態(tài)分析了其裂縫形態(tài)v 判斷方法：判斷方法：比較三向應(yīng)力相對(duì)比較三向應(yīng)力相對(duì)大小關(guān)系，如果大小關(guān)系，如果垂向應(yīng)力小于水垂向應(yīng)力小于水平最小應(yīng)力平最小應(yīng)力，裂縫的形態(tài)就是，裂縫的形態(tài)就是水水平縫平縫，反之為垂直縫，反之為垂直縫3 3.1 .1 煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)- -測(cè)井資料處理方法測(cè)井資料處理方法 80%80%20%20%10%10%90%90%92.31%92.31%7.69%7.69%0 02020404060608080100100裂裂縫縫形形態(tài)態(tài)百百分分比比11#11#5#5#3

11、#3#煤層號(hào)煤層號(hào)水平縫水平縫垂直縫垂直縫v應(yīng)用應(yīng)用: :韓城區(qū)塊韓城區(qū)塊1818口井、共口井、共3333層，層，11#11#，5#5#，3#3#的層數(shù)分別為的層數(shù)分別為1010，1010，1313層。層。3#3#和和11#11#以水平縫為主，而以水平縫為主，而5#5#則以垂直縫為主則以垂直縫為主3 3.1 .1 煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)- -測(cè)井資料處理方法測(cè)井資料處理方法v分析方法分析方法: :引用了傳統(tǒng)壓裂裂縫模型的分析方法，建立標(biāo)準(zhǔn)模板引用了傳統(tǒng)壓裂裂縫模型的分析方法，建立標(biāo)準(zhǔn)模板3 3.1 .1 煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)- -施工數(shù)據(jù)方法施工數(shù)據(jù)方法

12、v實(shí)例分析：實(shí)例分析：韓韓3 33 3100100井井3#3#煤層，韓煤層，韓3 3056056井井5#5#煤層煤層3 3.1 .1 煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)- -施工數(shù)據(jù)方法施工數(shù)據(jù)方法 v韓城區(qū)塊應(yīng)用：韓城區(qū)塊應(yīng)用：對(duì)選取的對(duì)選取的3434口井、口井、5959層的壓裂施工資料進(jìn)行解釋，層的壓裂施工資料進(jìn)行解釋，3#3#和和11#11#也是以水平縫為主，也是以水平縫為主，5#5#則以垂直縫為主則以垂直縫為主76.47%76.47%23.53%23.53%28.57%28.57%71.43%71.43%100%100%0%0%0 02020404060608080100100裂

13、裂縫縫形形態(tài)態(tài)百百分分比比11#11#5#5#3#3#煤層號(hào)煤層號(hào)水平縫水平縫垂直縫垂直縫3 3.1 .1 煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)- -施工數(shù)據(jù)方法施工數(shù)據(jù)方法 v軟件功能軟件功能: : Meyer2009Meyer2009軟件中的軟件中的MFracMFrac模塊具有模塊具有縫網(wǎng)裂縫網(wǎng)裂縫縫的壓裂模擬功能，的壓裂模擬功能，我們利用該軟件對(duì)煤我們利用該軟件對(duì)煤層裂縫進(jìn)行模擬，得層裂縫進(jìn)行模擬，得到比較到比較直觀形象及量直觀形象及量化的煤層裂縫形態(tài)化的煤層裂縫形態(tài)3 3.1 .1 煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)- -縫網(wǎng)壓裂設(shè)計(jì)軟件縫網(wǎng)壓裂設(shè)計(jì)軟件韓試19井5#煤層模擬

14、裂縫形態(tài)及幾何尺寸 人工裂縫中既有沿人工裂縫中既有沿“面割理面割理”張開的大量互相平行的水平縫，張開的大量互相平行的水平縫，又有沿又有沿“端割理端割理”發(fā)育的互相發(fā)育的互相垂直的且較短的垂直縫。總體垂直的且較短的垂直縫?？傮w上看煤層壓裂形成的是上看煤層壓裂形成的是“端割端割理理”與與“面割理面割理”縱橫交錯(cuò)形縱橫交錯(cuò)形成的成的“縫網(wǎng)型縫網(wǎng)型”的裂縫的裂縫3 3.1 .1 煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)- -縫網(wǎng)壓裂設(shè)計(jì)軟件縫網(wǎng)壓裂設(shè)計(jì)軟件 v對(duì)于壓裂主裂縫的空間位置分布分析對(duì)于壓裂主裂縫的空間位置分布分析：裂縫位于自井口東南象限。主裂縫：裂縫位于自井口東南象限。主裂縫總走向?yàn)榭傋呦驗(yàn)?/p>

15、NE40NE40度度，細(xì)查有正北、東西、北東等共軛裂縫分布組成。主裂縫，細(xì)查有正北、東西、北東等共軛裂縫分布組成。主裂縫長(zhǎng)度為近長(zhǎng)度為近300300m m。垂向高度大致限制在煤層及附近垂向高度大致限制在煤層及附近 ( (WL2-018WL2-018向向1 1井井1111#)#) v對(duì)于壓裂主裂縫的空間位置分布分析：對(duì)于壓裂主裂縫的空間位置分布分析：主裂縫位于壓裂段西南部。主裂縫主裂縫位于壓裂段西南部。主裂縫總走向?yàn)榭傋呦驗(yàn)镹E30NE30度度。主裂縫長(zhǎng)度為。主裂縫長(zhǎng)度為180180m m。垂向大致在煤層及附近（垂向大致在煤層及附近（韓韓3-5-0863-5-086井井11#11#） v對(duì)于壓裂

16、主裂縫的空間位置分布分析：對(duì)于壓裂主裂縫的空間位置分布分析：主裂縫位于井口東南象限。主裂縫主裂縫位于井口東南象限。主裂縫總走向總走向NE45NE45度度。主裂縫長(zhǎng)度為。主裂縫長(zhǎng)度為210210m m。其垂向高度應(yīng)當(dāng)限制在煤層及附近。其垂向高度應(yīng)當(dāng)限制在煤層及附近。無明顯裂縫無明顯裂縫（合試（合試5 5井井11#11#） 3 3.1 .1 煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)- -測(cè)斜儀的方法測(cè)斜儀的方法合試合試4 4井地面變形俯視圖井地面變形俯視圖合試合試4 4井地面變形井地面變形3D3D圖圖合試合試4 4井地面變形矢量擬合圖井地面變形矢量擬合圖解釋結(jié)果：解釋結(jié)果：合試合試4 4井井5#5

17、#煤層形成了水平裂縫煤層形成了水平裂縫（矢量擬（矢量擬合圖充分表現(xiàn)了這一特征），水平分量高達(dá)合圖充分表現(xiàn)了這一特征），水平分量高達(dá)95%95%，垂，垂直分量直分量5%5%，基本可以忽略，裂縫傾角，基本可以忽略，裂縫傾角5.535.53度。變形度。變形范圍小，范圍小，半徑半徑5050米米左右，形變信號(hào)明顯左右，形變信號(hào)明顯合試合試4 4井儀器記錄曲線之一井儀器記錄曲線之一 3 3.1 .1 煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)- -測(cè)斜儀的方法測(cè)斜儀的方法解釋結(jié)果：解釋結(jié)果： 韓韓3-3-039井井11#11#煤層煤層形成裂縫形成裂縫有垂直分量有垂直分量（由于沒有地面測(cè)斜儀數(shù)據(jù)，（由于沒有地

18、面測(cè)斜儀數(shù)據(jù)，沒法確定水平分量及所占比例），沒法確定水平分量及所占比例），裂縫高裂縫高度度22.522.5米，裂縫長(zhǎng)度米，裂縫長(zhǎng)度9696米米（裂縫方位按照（裂縫方位按照該區(qū)域地應(yīng)力場(chǎng)預(yù)測(cè)結(jié)果，北東該區(qū)域地應(yīng)力場(chǎng)預(yù)測(cè)結(jié)果，北東5757度）度）變形量圖解釋結(jié)果 3 3.1 .1 煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)- -測(cè)斜儀的方法測(cè)斜儀的方法解釋結(jié)果：解釋結(jié)果： 韓韓3-4-085井井11#11#煤層形成煤層形成裂縫有垂裂縫有垂直分量直分量（由于沒有地面測(cè)斜儀數(shù)據(jù)，沒法確定水（由于沒有地面測(cè)斜儀數(shù)據(jù)，沒法確定水平分量及所占比例），平分量及所占比例），裂縫高度裂縫高度15.415.4米，裂縫

19、長(zhǎng)米，裂縫長(zhǎng)度度119119米米（裂縫方位按照該區(qū)域地應(yīng)力場(chǎng)預(yù)測(cè)結(jié)（裂縫方位按照該區(qū)域地應(yīng)力場(chǎng)預(yù)測(cè)結(jié)果，北東果，北東5757度）度）變形量圖解釋結(jié)果 3 3.1 .1 煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)煤層裂縫形態(tài)判別技術(shù)- -小結(jié)小結(jié)通過五種裂縫識(shí)別方法的應(yīng)用，我們認(rèn)為：通過五種裂縫識(shí)別方法的應(yīng)用，我們認(rèn)為：v韓城區(qū)塊三套煤層中的韓城區(qū)塊三套煤層中的人工裂縫形態(tài)復(fù)雜人工裂縫形態(tài)復(fù)雜，既有水平縫，既有水平縫又有垂直縫又有垂直縫v裂縫方向大致為裂縫方向大致為NE45NE45左右左右v裂縫長(zhǎng)度裂縫長(zhǎng)度100-300m100-300m；裂縫高度較小，一般小于；裂縫高度較小，一般小于22m22m 目的：目的：準(zhǔn)確預(yù)

20、測(cè)施工壓力，提高施工成功率準(zhǔn)確預(yù)測(cè)施工壓力，提高施工成功率3 3.2 .2 壓前施工壓力預(yù)測(cè)技術(shù)壓前施工壓力預(yù)測(cè)技術(shù)圖圖1 難壓韓難壓韓3-045井井圖圖2 較較難壓韓難壓韓3-046井井 3 3.2 .2 壓前施工壓力預(yù)測(cè)技術(shù)壓前施工壓力預(yù)測(cè)技術(shù)方法：方法：利用施工數(shù)據(jù)結(jié)合測(cè)井資料，建立了利用施工數(shù)據(jù)結(jié)合測(cè)井資料，建立了難易系數(shù)方法難易系數(shù)方法，在此基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上上形成了施工壓力預(yù)測(cè)技術(shù)形成了施工壓力預(yù)測(cè)技術(shù)3 3.2 .2 壓前施工壓力壓前施工壓力預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)技術(shù)技術(shù)36|10e補(bǔ)償密度自然電位 煤層深度補(bǔ)償聲波|深側(cè)向-淺側(cè)向|/深側(cè)向36|10e補(bǔ)償密度自然電位 煤層深度補(bǔ)償聲波|深側(cè)向

21、微球擴(kuò)徑率-淺側(cè)向|/深側(cè)向/深側(cè)向難易系數(shù)難易系數(shù)1 1（當(dāng)擴(kuò)徑率小于（當(dāng)擴(kuò)徑率小于20%20%）難易系數(shù)難易系數(shù)2 2（當(dāng)擴(kuò)徑率大于（當(dāng)擴(kuò)徑率大于20%20%） v 應(yīng)用情況：應(yīng)用情況：應(yīng)用該技術(shù)對(duì)韓城區(qū)塊的應(yīng)用該技術(shù)對(duì)韓城區(qū)塊的7171層層進(jìn)行了進(jìn)行了壓前施工壓力壓前施工壓力預(yù)測(cè)，將預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際施工壓力進(jìn)行比對(duì)，取得了明顯效果預(yù)測(cè)，將預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際施工壓力進(jìn)行比對(duì)，取得了明顯效果3 3.2 .2 壓前施工壓力壓前施工壓力預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)技術(shù)技術(shù)3 3.3 .3 壓裂液技術(shù)壓裂液技術(shù)- -三套壓裂液體系三套壓裂液體系 v20092009年年-2010-2010年主要以年主要以活活性水壓裂液性水壓

22、裂液為主，施工為主，施工409409層層，占，占8 88 8. .3 3% %，對(duì)于施，對(duì)于施工壓力高難度大的井采用工壓力高難度大的井采用清潔壓裂液清潔壓裂液，施工，施工3 36 6層層，占到占到7 7. .8 8% %v統(tǒng)計(jì)分析表明：活性水壓統(tǒng)計(jì)分析表明：活性水壓裂液施工井的用液量與施裂液施工井的用液量與施工效果成正比關(guān)系（工效果成正比關(guān)系（4646口口井井，116116層）層） 液量與產(chǎn)量關(guān)系圖 1234活性水?dāng)y砂的特點(diǎn)活性水?dāng)y砂的特點(diǎn)：v攜砂方式：拋物攜砂方式：拋物線下沉結(jié)合砂堤翻線下沉結(jié)合砂堤翻滾的方式滾的方式v攜砂距離：較短攜砂距離：較短v鋪砂厚度分布：鋪砂厚度分布：近井厚度較大，遠(yuǎn)

23、近井厚度較大，遠(yuǎn)井厚度小，有效支井厚度小，有效支撐短撐短石英砂石英砂低密度砂低密度砂目的目的3 3.4 .4 支撐劑技術(shù)支撐劑技術(shù)v低密度砂的研制：低密度砂的研制：低密度砂的密度遠(yuǎn)小于石英砂，攜帶更低密度砂的密度遠(yuǎn)小于石英砂，攜帶更容易，可以鋪設(shè)于裂縫遠(yuǎn)端；體積密度小于容易，可以鋪設(shè)于裂縫遠(yuǎn)端；體積密度小于1.15 g/cm1.15 g/cm3 3, ,真真密度小于密度小于1.9 g/cm1.9 g/cm3 3，69MPa69MPa破碎率小于破碎率小于10%10%。支撐劑在溶液中的沉降速度（支撐劑在溶液中的沉降速度（m/sm/s）p低密度砂沉降性能低密度砂沉降性能p低密度砂粘附性能低密度砂粘附

24、性能10g10g支撐劑上煤粉的粘附量（支撐劑上煤粉的粘附量（g g）3 3.4 .4 支撐劑技術(shù)支撐劑技術(shù) v 分析儲(chǔ)層并根據(jù)測(cè)井資料計(jì)算壓裂設(shè)計(jì)所需要的基本相關(guān)數(shù)據(jù)分析儲(chǔ)層并根據(jù)測(cè)井資料計(jì)算壓裂設(shè)計(jì)所需要的基本相關(guān)數(shù)據(jù)，為制定壓裂泵注程序提供依據(jù)，為制定壓裂泵注程序提供依據(jù)3 3.5 .5 煤層壓裂設(shè)計(jì)技術(shù)煤層壓裂設(shè)計(jì)技術(shù)- -設(shè)計(jì)前的基本資料設(shè)計(jì)前的基本資料3 3.5 .5 煤層壓裂設(shè)計(jì)技術(shù)煤層壓裂設(shè)計(jì)技術(shù)- -壓裂設(shè)計(jì)的核心要求壓裂設(shè)計(jì)的核心要求加大壓裂起始階段低排量的用液量，防止壓敏且有利于加大壓裂起始階段低排量的用液量，防止壓敏且有利于煤層開裂煤層開裂加大前置液用量到總液量的加大前置

25、液用量到總液量的40-50%40-50%，分段注砂打磨降低施工難度分段注砂打磨降低施工難度加大加大40/7040/70目砂（或低密度砂）用量目砂（或低密度砂）用量降低施工的平均砂比到降低施工的平均砂比到10%10%左右左右3 3.5 .5 煤層壓裂設(shè)計(jì)技術(shù)煤層壓裂設(shè)計(jì)技術(shù)- -壓裂設(shè)計(jì)的核心要求壓裂設(shè)計(jì)的核心要求泵注程序設(shè)計(jì)思想泵注程序設(shè)計(jì)思想中壓井泵注程序中壓井泵注程序（1515MPaMPa施工過程中壓力施工過程中壓力2525MPaMPa）適度控制壓裂起始時(shí)低排量階段的用適度控制壓裂起始時(shí)低排量階段的用液量，防止壓敏液量，防止壓敏前置液泵注細(xì)砂后停泵，支撐沿端割前置液泵注細(xì)砂后停泵，支撐沿端

26、割理發(fā)育的垂直裂縫并起到降濾作用，有理發(fā)育的垂直裂縫并起到降濾作用，有利于起泵后沿面割理發(fā)育的水平縫的延利于起泵后沿面割理發(fā)育的水平縫的延伸。伸。低壓井泵注程序（壓力低壓井泵注程序（壓力1515MPaMPa ）前置液以較高的砂比泵注細(xì)砂后停泵，前置液以較高的砂比泵注細(xì)砂后停泵，堵塞高滲層及降濾堵塞高滲層及降濾再次起泵提高施工壓力壓開低滲透層再次起泵提高施工壓力壓開低滲透層提高施工平均砂比到提高施工平均砂比到15%15%左右左右壓裂層壓裂層壓裂層壓裂層閘門 返排管線 絲堵 接泵車 壓力表 防噴器 閘門 水力錨水力錨壓井閥壓井閥滑套射流器滑套射流器射流器射流器接球器接球器單流閥單流閥高速流區(qū)粘滯區(qū)

27、粘滯區(qū)靜液區(qū)靜液區(qū)噴嘴噴嘴煤層壓裂特殊高壓井煤層壓裂特殊高壓井是是指現(xiàn)有的井筒條件下其壓力指現(xiàn)有的井筒條件下其壓力等級(jí)不能較好地滿足壓裂施等級(jí)不能較好地滿足壓裂施工的要求工的要求 射流分層壓裂技術(shù)射流分層壓裂技術(shù)利用利用射流深穿透射流深穿透煤層的能力煤層的能力降低煤層破裂壓力，從而滿降低煤層破裂壓力，從而滿足壓裂施工要求足壓裂施工要求3 3.6 .6 特殊高壓井處理技術(shù)特殊高壓井處理技術(shù)u高能氣體壓高能氣體壓裂技術(shù)裂技術(shù)將深穿透射孔與將深穿透射孔與高能氣體壓裂技高能氣體壓裂技術(shù)結(jié)合在一起降術(shù)結(jié)合在一起降低煤層破裂壓力低煤層破裂壓力從而滿足壓裂施從而滿足壓裂施工要求工要求3 3.6 .6 特殊高

28、壓井處理技術(shù)特殊高壓井處理技術(shù)3 3.7 .7 特殊分層壓裂技術(shù)特殊分層壓裂技術(shù)u封上壓下工藝技術(shù)封上壓下工藝技術(shù)p 施工管柱能滿足煤層壓裂施工管柱能滿足煤層壓裂大大排量排量的的要求要求p封隔器在滿足大排量需要的同封隔器在滿足大排量需要的同時(shí)耐時(shí)耐較高的工作壓差較高的工作壓差（大于（大于60MPa60MPa）p滿足煤層滿足煤層封上壓下封上壓下改造的需要改造的需要p有利于有利于保護(hù)套管保護(hù)套管水力錨水力錨Y344Y344封隔器封隔器脫接噴砂器脫接噴砂器Y244Y244封隔器封隔器低強(qiáng)度套管低強(qiáng)度套管高強(qiáng)度套管高強(qiáng)度套管壓裂層壓裂層壓裂層壓裂層3 3.7 .7 特殊分層壓裂技術(shù)特殊分層壓裂技術(shù)u一

29、趟管柱分壓兩層工藝技術(shù)一趟管柱分壓兩層工藝技術(shù)p 施工管柱能滿足煤層壓裂施工管柱能滿足煤層壓裂大排大排量量的的要求要求p封隔器在滿足大排量需要的同封隔器在滿足大排量需要的同時(shí)耐時(shí)耐較高的工作壓差較高的工作壓差（大于（大于60MPa60MPa）p加快施工進(jìn)度加快施工進(jìn)度3 3.8 .8 防煤粉壓裂工藝技術(shù)防煤粉壓裂工藝技術(shù)u煤粉堵塞的危害煤粉堵塞的危害p煤粉對(duì)煤層氣的生產(chǎn)有巨大的危害煤粉對(duì)煤層氣的生產(chǎn)有巨大的危害p壓裂階段會(huì)產(chǎn)生大量的煤粉壓裂階段會(huì)產(chǎn)生大量的煤粉p控制壓裂中煤粉的產(chǎn)生是非常重要的控制壓裂中煤粉的產(chǎn)生是非常重要的3 3.8 .8 防煤粉壓裂工藝技術(shù)防煤粉壓裂工藝技術(shù)u壓裂過程中煤粉

30、的形成和運(yùn)移壓裂過程中煤粉的形成和運(yùn)移p 活性活性水壓裂過程中，由于煤層水壓裂過程中，由于煤層 “松、脆、軟松、脆、軟”，在高速流體的，在高速流體的沖刷下形成大量的煤粉及煤屑，并停留在裂縫中，易形成污染沖刷下形成大量的煤粉及煤屑，并停留在裂縫中，易形成污染 u控煤粉壓裂工藝要點(diǎn)控煤粉壓裂工藝要點(diǎn)p 前置液階段：大液量活性水壓裂液，將煤粉沖至裂縫遠(yuǎn)端前置液階段：大液量活性水壓裂液，將煤粉沖至裂縫遠(yuǎn)端p 攜砂液階段：降排量注入高粘度低傷害壓裂液，既可少產(chǎn)生煤粉，又?jǐn)y砂液階段：降排量注入高粘度低傷害壓裂液，既可少產(chǎn)生煤粉，又能將砂攜帶得更遠(yuǎn)，且將煤粉阻擋在裂縫的遠(yuǎn)端能將砂攜帶得更遠(yuǎn)，且將煤粉阻擋在裂

31、縫的遠(yuǎn)端3 3.8 .8 防煤粉壓裂工藝技術(shù)防煤粉壓裂工藝技術(shù)匯匯 報(bào)報(bào) 提提 綱綱v新的煤層壓裂工藝的實(shí)施取得了明顯的效果新的煤層壓裂工藝的實(shí)施取得了明顯的效果v對(duì)發(fā)現(xiàn)韓城區(qū)塊對(duì)發(fā)現(xiàn)韓城區(qū)塊11#11#煤層作出重大貢獻(xiàn)煤層作出重大貢獻(xiàn), ,為為5 5億方產(chǎn)能建設(shè)提供了有力保障億方產(chǎn)能建設(shè)提供了有力保障4 4.1 .1 壓后效果壓后效果v對(duì)老井產(chǎn)能的恢復(fù)起到了重要的作用對(duì)老井產(chǎn)能的恢復(fù)起到了重要的作用4 4.1 .1 壓后效果壓后效果v煤層氣井壓后效果與普通油氣井不同，需要煤層氣井壓后效果與普通油氣井不同，需要1-21-2年的排采，緩年的排采，緩慢降低煤層壓力，并擴(kuò)大壓降漏斗后，才會(huì)有較好的產(chǎn)

32、氣效果。慢降低煤層壓力，并擴(kuò)大壓降漏斗后，才會(huì)有較好的產(chǎn)氣效果。v煤層氣井通過壓后長(zhǎng)期排采，取得了明顯的效果。煤層氣井通過壓后長(zhǎng)期排采，取得了明顯的效果。4 4.1 .1 壓后效果壓后效果 v對(duì)韓城區(qū)塊已壓裂排采的部分井的對(duì)韓城區(qū)塊已壓裂排采的部分井的壓裂施工數(shù)據(jù)壓裂施工數(shù)據(jù)及及排采數(shù)據(jù)排采數(shù)據(jù)進(jìn)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和行了統(tǒng)計(jì)和處理分析處理分析，取得了一些認(rèn)識(shí)。取得了一些認(rèn)識(shí)。4 4.2 .2 影響煤層壓裂效果因素的分析影響煤層壓裂效果因素的分析 11#停泵壓力與日均產(chǎn)氣量關(guān)系5.08.011.014.017.020.001000200030004000500060007000日均產(chǎn)氣量(m3)停泵壓力(MPa)11#停泵壓力與最高產(chǎn)氣量關(guān)系0.05.010.015.020.025.002000