一种碎粒煤煤层气压裂方法技术

一种碎粒煤煤层气压裂工艺方法，优化射孔参数，在稳定煤层段建立进液通道；在整个压裂过程中，增大前置液量的用比例，前置液量增大至压裂液总量的45‑55％，先泵注占压裂液总量20‑25％的纯压裂液，后泵注前置液加砂段塞，然后携砂液加砂段塞支撑裂缝、防砂堵，最后泵注顶替液，本发明专利技术通过优化调整射孔参数、优化泵注程序等方式，有效指导碎粒煤煤层气压裂改造。

A broken coal seam fracturing method

A broken coal seam gas fracturing process, optimizing perforation parameters, a liquid inlet passage in the coal seam; in the process of fracturing, increase the proportion of ahead fluid volume, total fluid volume increase pre fracturing fluid to 45 55%, the first infusion accounted for 20 of the total pure fracturing fluid 25% after the infusion, prepad slug sand, then the sand carrying fluid sand slug proppant and sand plugging, finally pump displacement fluid, by optimizing perforation parameters and optimization of injection process etc. the invention, effectively guide the CBM fracturing transformation of coal particles.

【技术实现步骤摘要】
一种碎粒煤煤层气压裂方法
本专利技术涉及煤层气勘探开发压裂工程
，特别涉及一种碎粒煤煤层气压裂方法。
技术介绍
1、压裂是煤层气储层增产改造的重要措施，对于原生结构遭应力破坏的构造性碎粒煤，只有通过针对性的压裂改造，才能够有效开发。2、碎粒煤煤体结构层理性遭严重破坏，煤层结构、构造、成分、内生裂隙均发生改变，层内裂隙相互交错，煤层整体松散，且存在大量煤粉，压裂改造中存在诸多困难。3、现有改造碎粒煤的方法主要采用常规砂岩气藏压裂工艺，即在煤层段射孔后，向煤层泵注高压液体及支撑剂，以获得煤层内裂缝延伸及支撑，建立气体渗流通道。4、在实际施工案例中，常规水力压裂方法在碎粒煤改造中未能取得好的改造效果。主要表现为：压裂施工压力高，浪费压裂设备动力；碎粒煤层松散，液体滤失严重，效率低；裂缝延伸范围有限；施工中存在砂堵风险；压后裂缝易闭合等。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术提供一种碎粒煤煤层气压裂工艺方法，通过优化调整射孔位置、优化泵注程序等方式，有效指导碎粒煤煤层气压裂改造。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一种碎粒煤煤层气压裂方法，包括以下步骤：(一)、优化射孔位置：射孔位置选择煤体结构相对稳定的块煤及碎裂煤，在稳定煤层段建立进液通道；(二)、优化泵注程序：在整个压裂过程中，根据压裂液在不同阶段的作用,分别命名为前置液、携砂液和顶替液；(1)、增大前置液量的使用比例，前置液量增大至压裂液总量的45-55％，先泵注占压裂液总量20-25％的纯压裂液，后泵注前置液加砂段塞，前置液加砂段塞降摩阻、降滤失，具体步骤为：泵注1个井筒容积的纯压裂液后，再泵注1个井筒容积的压裂液+支撑剂A，如此反复，要求前置液加砂段塞数控制在3-5个，砂比从3％逐渐递增至10％；(2)、携砂液加砂段塞支撑裂缝、防砂堵，携砂液以段塞式加砂进入地层，即泵注1个井筒容积的纯压裂液后，再泵注1个井筒容积的压裂液+支撑剂B或支撑剂C，如此反复，要求携砂液加砂段塞数控制在5-7个，砂比从5％逐渐递增至15％；(3)、泵注顶替液：泵注一个井筒容积的顶替液，顶替携砂液进入地层，促进支撑剂B或支撑剂C在近井带营造高导流裂缝，为气体产出建立通道，如此完成整个泵注程序。所述的压裂液为活性水，即清水+1～2％氯化钾溶液。所述的支撑剂A为70-140目石英粉砂。所述的支撑剂B为40-70目石英细砂。所述的支撑剂C为20-40目石英粗砂。本专利技术的优点为：1、射孔位置优化：优选煤体结构相对稳定位置射孔，有利于裂缝形成及延伸，开启后续进液通道。本专利技术优先选择煤体结构稳定煤层段射孔，区别于常规优选含气量高、天然裂缝发育煤层段的方式，结合后续增加前置液量工艺特点，能投有效促进块煤(碎粒煤)和碎粒煤之间的裂缝沟通，建立了良好的气体渗流通道。2、优化泵注程序：①采用增大前置液量比例，增加粉砂使用的新方法，有利于前置液在煤体结构相对稳定的煤层段造缝，促进裂缝形成及延伸；增加粉砂使用有利于打磨井筒内壁及射孔眼，减少摩阻，降低施工压力，同时能够有效降低地层滤失性，提升后续压裂液效率，为增强改造效果奠定基础。②携砂液段塞式加砂能够有效支撑裂缝，在近井带营造高导流裂缝，为气体产出建立通道，同时，段塞式加砂能够有效防止地层砂堵，减少施工风险。③本方法所述的泵注程序从先降低地层滤失，后支撑裂缝的角度出发，增大了前置液用量，增加了粉砂的使用，区别于常规泵注程序以携砂液为主体，以细砂、粗砂支撑裂缝为主要目的的思路，能够减少细砂、粗砂直接进地层的砂堵风险及碎粒煤层段裂缝快速闭合的可能，有效提升后续携砂液液体效率，增加裂缝净压力，促进主裂缝的形成和支撑。具体实施方式下面对本专利技术做详细叙述。一、优化射孔位置：通常煤层段存在碎粒煤、碎裂煤、块煤等不同煤体结构共存的现象，射孔位置选择煤体结构相对稳定的块煤及碎裂煤，在稳定煤层段建立进液通道，有利于裂缝有效开启并获得较好地延伸。该井煤层段上下各1/5为块煤，中部3/5为碎粒煤，射孔优选两处煤体结构相对稳定的块煤位置进行作业,通过优化射孔位置，为裂缝有效延伸创造条件。采用102射孔枪，射孔密度16孔/米，相位角60°。二、优化泵注程序：泵注程序用于指导整个压裂过程，优化泵注程序主要包括以下要点：(1)增大前置液量比例，前置液用量增大至压裂液总量的53％(前置液量244方，压裂液总量460方)。具体实施时，先泵注了一定量的压裂液100方，约占压裂液总量的21.7％，后泵注前置液加砂段塞(144方)，约占压裂液总量的31.3％。(前置液加砂段塞降摩阻、降滤失。前置液以段塞式加砂进入地层，即泵注1个井筒容积的纯压裂液后，再泵注1个井筒容积的压裂液+70-140目石英粉砂；如此反复，本井前置液加砂段塞数为3个，砂比从3％逐渐递增至8％。(2)携砂液加砂段塞支撑裂缝、防砂堵，携砂液以段塞式加砂进入地层，即泵注1个井筒容积的纯压裂液后，再泵注1个井筒容积的压裂液+细砂或粗砂即支撑剂B或支撑剂C，如此反复，本井携砂液加砂段塞数控制为6个，砂比从6％逐渐递增至15％。所述的支撑剂B为40-70目石英细砂；所述的支撑剂C为20-40目石英粗砂。(3)泵注顶替液：泵注一个井筒容积的顶替液，顶替携砂液进入地层，促进粗砂在近井带营造高导流裂缝，为气体产出建立通道，如此完成整个泵注程序。所述的压裂液为活性水，即清水+1～2％氯化钾溶液。所述的支撑剂A为70-140目石英粉砂。所述的支撑剂B为40-70目石英细砂。所述的支撑剂C为20-40目石英粗砂。在本工艺方法的指导下，有效完成该井碎粒煤层的压裂改造工作。目前该井取得1500方/日的产量，在近3个月的定产测试中，产量稳定，产水量及压降参数正常，获得了西南地区煤层气勘探开发的新突破。实施例二一种碎粒煤煤层气压裂方法，包括以下步骤：(一)、优化射孔参数：射孔位置选择煤体结构相对稳定的块煤及碎裂煤，在稳定煤层段建立进液通道，具体采用102枪，射孔密度选择16孔/米，相位角60°；(二)、优化泵注程序：在整个压裂过程中，根据压裂液在不同阶段的作用,分别命名为前置液、携砂液和顶替液；(1)、增大前置液量的用比例，前置液量增大至压裂液总量的45-55％，先泵注占压裂液总量25％的纯压裂液，后泵注前置液加砂段塞，前置液加砂段塞降摩阻、降滤失，具体步骤为：泵注1个井筒容积的纯压裂液后，再泵注1个井筒容积的压裂液+支撑剂A，如此反复，要求前置液加砂段塞数控制在5个，砂比从3％逐渐递增至10％；(2)、携砂液加砂段塞支撑裂缝、防砂堵，携砂液以段塞式加砂进入地层，即泵注1个井筒容积的纯压裂液后，再泵注1个井筒容积的压裂液+支撑剂B，如此反复，要求携砂液加砂段塞数控制在7个，砂比从5％逐渐递增至15％；(3)、泵注顶替液：泵注一个井筒容积的顶替液，顶替携砂液进入地层，促进支撑剂B在近井带营造高导流裂缝，为气体产出建立通道，如此完成整个泵注程序。所述的压裂液为活性水，即清水+1～2％氯化钾溶液。所述的支撑剂A为70-140目石英粉砂。所述的支撑剂B为40-70目石英细砂。本实施例有效完成该井碎粒煤层的压裂改造工作，产量稳定，产水量及压降参数正常，获得了煤层气勘探开发的新突破。实施例三一种碎粒煤煤层气压裂方法，包括以下步骤：(一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碎粒煤煤层气压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：(一)、优化射孔位置：射孔位置选择煤体结构相对稳定的块煤及碎裂煤，在稳定煤层段建立进液通道；(二)、优化泵注程序：在整个压裂过程中，根据压裂液在不同阶段的作用,分别命名为前置液、携砂液和顶替液；(1)、增大前置液量的用比例，前置液量增大至压裂液总量的45‑55％，先泵注占压裂液总量20‑25％的纯压裂液，后泵注前置液加砂段塞，前置液加砂段塞降摩阻、降滤失，具体步骤为：泵注1个井筒容积的纯压裂液后，再泵注1个井筒容积的压裂液+支撑剂A，如此反复，要求前置液加砂段塞数控制在3‑5个，砂比从3％逐渐递增至10％；(2)、携砂液加砂段塞支撑裂缝、防砂堵，携砂液以段塞式加砂进入地层，即泵注1个井筒容积的纯压裂液后，再泵注1个井筒容积的压裂液+支撑剂B或支撑剂C，如此反复，要求携砂液加砂段塞数控制在5‑7个，砂比从5％逐渐递增至15％；(3)、泵注顶替液：泵注一个井筒容积的顶替液，顶替携砂液进入地层，促进支撑剂B或支撑剂C在近井带营造高导流裂缝，为气体产出建立通道，如此完成整个泵注程序。

【技术特征摘要】
1.一种碎粒煤煤层气压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：(一)、优化射孔位置：射孔位置选择煤体结构相对稳定的块煤及碎裂煤，在稳定煤层段建立进液通道；(二)、优化泵注程序：在整个压裂过程中，根据压裂液在不同阶段的作用,分别命名为前置液、携砂液和顶替液；(1)、增大前置液量的用比例，前置液量增大至压裂液总量的45-55％，先泵注占压裂液总量20-25％的纯压裂液，后泵注前置液加砂段塞，前置液加砂段塞降摩阻、降滤失，具体步骤为：泵注1个井筒容积的纯压裂液后，再泵注1个井筒容积的压裂液+支撑剂A，如此反复，要求前置液加砂段塞数控制在3-5个，砂比从3％逐渐递增至10％；(2)、携砂液加砂段塞支撑裂缝、防砂堵，携砂液以段塞式加砂进入地层，即泵注1个井筒容积的纯压裂液后，再泵注1个...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚光华，王晓泉，董卫军，廖金华，邓洪军，宜伟，谭秀华，熊鑫，张宇，
申请(专利权)人：重庆矿产资源开发有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50