一种先闷后压的煤气储层水力致裂方法技术

本发明专利技术公开了一种先闷后压的煤气储层水力致裂方法，先低压往压裂孔内注入一定量的水，然后通过低压闷孔弱化煤体，最后采取中压注水致裂实现煤气储层改造。本发明专利技术解决了现有技术中煤层高压水力致裂存在危险，且一次性高压注水不容易实现体积致裂的问题。本发明专利技术实现了低压和中压注水致裂，既能避免高压的潜在危险，又能致使煤储层破裂，有效提高储层渗透性。

A Hydraulic Fracturing Method for Gas Reservoir

【技术实现步骤摘要】
一种先闷后压的煤气储层水力致裂方法
本专利技术属于煤层气开发与利用
，具体涉及一种先闷后压的煤气储层水力致裂方法。
技术介绍
水力化措施在煤层气开发以及煤矿瓦斯治理过程中取得积极成效。水力致裂是水力化措施的重要组成部分，通过往储层中注入一定压力的水致使储层破裂，提高储层渗透性，促进煤层气或瓦斯开采。在地面煤层气井实施水力致裂时，希望压力足够高从而获得更大的致裂范围。然而，在煤矿井下实施水力致裂时，一方面，高压水力会致使巷道围岩破坏带来危险，另一方面，井下巷道作为作业人员工作的空间，也不允许高压管路通过。目前煤矿井下水力致裂过程中多采取禁止人员通行的措施来确保人员的安全，但是，注入高压水后巷道围岩变形或破坏造成的问题仍未有效解决。本申请中，低压是指不超过20MPa的相对水压力；中压是指20MPa～30MPa之间的相对水压力；高压是指30MPa以上的相对水压力。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种先闷后压的煤气储层水力致裂方法，它改变了以往高压注水的工艺，采用低压水闷孔、中压水致裂的方式改造煤气储层，既能避免高压的潜在危险，又能致使煤储层破裂，有效提高储层渗透性，确保水力致裂技术的安全高效实施。本专利技术的构思是：由于现有技术中，煤层高压水力致裂存在危险，而且一次性高压注水不容易实现体积致裂的问题，本专利技术通过闷孔措施促使煤体弱化，再利用中压注水实现煤体破裂的目的。为了解决本专利技术的技术问题，本专利技术提供的技术方案是：先采用低压注水，然后通过低压闷孔弱化煤体，最后采取中压注水致裂实现煤气储层改造。本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点：1、本专利技术利用煤体水理性，首先通过低压注水的方式往煤层内注入一定量的水；然后利用低压闷孔的方式，使注入的水充分浸润煤体，降低煤体强度。最后通过注入中压水，促使煤体破裂，产生裂隙。由此，实现低压和中压注水致裂的目的，避免高压注水带来的潜在危险。2、本专利技术操作简单，易于实施，适合在煤矿井下推广应用。附图说明本专利技术的附图说明如下：图1是作业时间与注水流量和压力的关系示意图；图2是工程实施例布置示意图；图3是压裂孔出口处的管路连接示意图。图1中，1、注水压力曲线；2、注水流量曲线；Q、注水量；QZ、预计总注水量；A、低压注水阶段；B、闷孔阶段；C、中压注水阶段；P、注水压力；H、高压区；M、中压区；L、低压区；T、时间；图2和图3中，3、注水泵；4、注水管路；5、截止阀；6、排水阀；7、压裂管；8、三通；9、压裂孔；10、预改造煤层；11、巷道。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：本专利技术先采用低压注水后，然后通过低压闷孔弱化煤体，最后采取中压注水致裂实现煤气储层改造。如图1和图2所示，具体操作过程如下：1、钻压裂孔9至预改造煤层10；在巷道11中，选择合适钻机，选定钻杆，按照设计的压裂孔9参数向预改造煤层10中施工压裂孔9，向压裂孔9内装入压裂管7，并注入水泥浆液封孔；2、根据预改造煤层10的孔隙率、裂隙密度、压裂孔9参数、注水管路4内径和长度计算预计总注水量QZ；3、如图3所示：连接三通8与压裂管7，连接截止阀5与三通8，连接排水阀6与三通8；再连接主水管路4与截止阀5，连接注水管路4与注水泵3；4、低压注水，如图1所示的低压注水阶段A，向压裂孔9内注入1/3预计总注水量QZ，保持相对压力不超过20MPa；打开第一截止阀5-1，同时关闭其它截止阀5和排水阀6；将注水泵3挡位调至最低档，打开注水泵3，缓慢注水，保持注水压力P在低压区L，向第一压裂孔9-1注水，同时记录注水量Q；当注水量Q达1/3预计总注水量QZ后，停止注水，关闭第一截止阀5-1，记录关闭的时间作为闷孔时间。同样的方法向下一个压裂孔9-2注入1/3预计总注水量QZ；依次实施每个压裂孔的低压注水。5、低压闷孔时间超过72小时，最长不超过7天，如图1所示的闷孔阶段B；当第一压裂孔9-1闷孔时间超过72小时后，最长不超过7天，停止所有的注水工作，关闭注水泵3，关闭所有截止阀5。6、中压注水，如图1所示的中压注水阶段C，向压裂孔内注入2/3预计总注水量QZ,保持相对压力不超过30MPa；重新打开第一截止阀5-1，提升注水泵4挡位，打开注水泵4，再次向第一压裂孔9-1注水，保持注水压力P处于中压区M，记录注水量Q；待注水量Q达到2/3预计总注水量QZ后，停止注水，关闭注水泵，关闭第一截止阀5-1，打开第一排水阀6-1卸压排水，结束第一压裂孔9-1的水力致裂全过程。同样的方法，完成下一个压裂孔9-2的水力致裂；依次实施每个压裂孔的水力致裂。图1中示出了本专利技术的水力致裂过程中注水压力曲线1和注水流量曲线2，本专利技术实现了低压和中压注水致裂，避免了高压注水带来的潜在危险。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种先闷后压的煤气储层水力致裂方法，其特征是：先采用低压注水后，然后通过低压闷孔弱化煤体，最后采取中压注水致裂实施煤储层致裂。

【技术特征摘要】
1.一种先闷后压的煤气储层水力致裂方法，其特征是：先采用低压注水后，然后通过低压闷孔弱化煤体，最后采取中压注水致裂实施煤储层致裂。2.根据权利要求1所述的一种先闷后压的煤气储层水力致裂方法，其特征是：所述低压注水包括以下步骤：1）、钻压裂孔至预改造煤层；2）、根据煤层孔隙率、裂隙密度、压裂孔参数、注水管路内径和长度计算预计总注水量；3）、连接截止阀与压裂管，连接排水阀与压裂管，连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡千庭，姜志忠，李全贵，梁运培，吴选蓉，李学龙，胡良平，武晓斌，凌发平，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50