一种复合煤层合层/分层压裂模拟的实现方法技术

本发明专利技术提供一种复合煤层合层/分层压裂模拟的实现方法，将安装了钢支管的模拟井筒管柱放入模拟井眼内部，并将模拟井筒管柱与模拟井眼之间注入快硬速凝胶水；待胶水凝固后在模拟井筒管柱端头安装膨胀堵头，并将膨胀堵头通过管线连接压裂设备，启动压裂设备，并通过压力表、流量计记录各钢支管通道的压力和流量。本发明专利技术不但可以实现单煤层的压裂模拟，还可以实现复合煤层分层压裂模拟，两层煤层、三层煤层都可以轻松实现，可以同步压裂，也可以实现异步压裂。步压裂。步压裂。

【技术实现步骤摘要】
一种复合煤层合层/分层压裂模拟的实现方法


[0001]本专利技术属于煤层水力压裂
，具体涉及一种复合煤层合层/分层压裂模拟的实现方法。

技术介绍

[0002]煤层气，作为一种清洁能源具有很大的开发潜力，我国西南地区煤层气资源异常丰富，是常规天然气的重要替代资源。但是，目前西南地区的煤储层多以复合煤层为主，这些煤储层具有煤层多、单层博、渗透性差、开采成本高等问题，这些都严重制约了我国西南地区煤层气的高效开发利用。目前，相邻多煤层分层压裂、合层排采是开发此类复合煤储层煤层气的主要技术思路。但是，由于煤系地层中含煤层、顶板和底板岩层，实施分层压裂时，水力压裂缝网在各层中的扩展机理不清、层间干扰影响机制不明，导致现有的相邻煤层分层压裂技术参数的设计没有科学依据可循，存在现场相邻煤储层压裂改造效果不佳等问题，严重地制约了我国西南地区煤层气产业发展。
[0003]大尺寸煤岩室内水力压裂模拟，是科学认识煤储层内水力缝网起裂、扩展和延伸的重要研究手段，可以为现场水力压裂提供科学依据。但现有的室内压裂模拟技术存在一些问题，导致其在模拟井筒射孔孔眼及复合煤层压裂方面存在差异，其结果很难有效指导现场工作，主要是：常规压裂模拟试验中，通过管柱割缝模拟射孔，导致裂缝只在割缝段内最薄弱部位起裂，不能真实反映现场多个射孔下多平面开裂特征；一般只有单个压裂液通道，只能模拟单个煤层的水力压裂的裂缝扩展，与现场相邻多个煤层(一般是2
‑
3层)同步/异步的压裂模式有显著差异。因此，需要根据现场井筒射孔孔眼特征及相邻多煤层分层压裂特征，对现有煤岩体室内压裂模拟方法进行改进。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供一种复合煤层合层/分层压裂模拟的实现方法，使得模拟结果与复合煤层的压裂模式相符合，更有效的指导现场工作。
[0005]本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案实现的：
[0006]本专利技术目的在于提供一种复合煤层合层/分层压裂模拟的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0007]S1、制作煤层试样：选取与现场材料一致的煤岩和顶板岩石/底板岩石进行线切割形成方形块，并将所述煤岩、顶板岩石/底板岩石按照现场情况粘结，形成煤层试样；
[0008]S2、形成模拟井眼：在煤层试样的一个侧面形成模拟井眼，模拟井眼的深度根据现场煤层压裂的煤层数，使模拟井眼深度到达最深的需要压裂的煤层；
[0009]S3、加工井筒管柱钻孔：按照煤层深度选择模拟井筒管柱，使模拟井筒管柱的长度与模拟井眼的深度一致，按照现场井筒钻孔方位在模拟井筒管柱侧面布置螺旋射孔，并在所述螺旋射孔内车削出螺纹，使得每个煤层段都有螺旋射孔与之相连；
[0010]S4、加工钢支管：选择直径与模拟井筒钻孔内径一致的钢支管，在其中一端形成与
所述模拟井筒钻孔螺纹相匹配的螺纹端，将所述钢支管与模拟井筒管柱螺纹连接后在钢支管内填充盐粉；
[0011]S5、将安装了钢支管的模拟井筒管柱放入模拟井眼内部，，并将模拟井筒管柱与模拟井眼之间注入快硬速凝胶水；
[0012]S6、待胶水凝固后在模拟井筒管柱端头安装膨胀堵头，并将膨胀堵头通过管线连接压裂设备，所述管线连接有压裂液通道，所述压裂液通道设置于所述模拟井筒管柱内部，所述压裂液通道上设置有压力表和流量计；
[0013]S7、启动压裂设备，并通过压力表、流量计记录各钢支管通道的压力和流量。
[0014]进一步的，所述模拟井筒管柱垂直于煤岩或与煤岩呈一定角度。
[0015]进一步的，所述模拟井筒管柱根据模拟煤层的层数形成单通道模拟井筒管柱、二通道模拟井筒管柱、三通道模拟井筒管柱，每个通道对应一层煤层。
[0016]进一步的，所述二通道模拟井筒管柱、三通道模拟井筒管柱与管线之间设置有分流阀，所述分流阀连接压裂液通道。
[0017]进一步的，所述模拟井筒管柱为单通道模拟井筒管柱，所述钢支管设置于同一煤层，所述压裂液通道设置于所述钢支管上方。
[0018]进一步的，所述模拟井筒管柱为二通道模拟井筒管柱，在两个煤层之间的模拟井筒管柱内部设置有封隔件使二通道模拟井筒管柱分割为两个封隔段，所述分流阀为两通分流阀，连接的两个压裂液管道分别连通两个封隔段。
[0019]进一步的，所述模拟井筒管柱为三通道模拟井筒管柱，每两个煤层之间的模拟井筒管柱内部设置有封隔件，使三通道模拟井筒管柱分割为三个封隔段。
[0020]进一步的，所述模拟井筒管柱为三通道模拟井筒管柱时，所述模拟井筒管柱的两端都安装有膨胀堵头，并将两个膨胀堵头通过管线连接压裂设备；顶端的膨胀堵头处设置有连接三通道模拟井筒管柱与管线的两通分流阀，两通分流阀连接的两个压裂液管道分别连通上部的两个封隔段；底端的膨胀堵头通过管线连接压裂设备，所述管线连接的压裂液通道设置于所述下部的封隔段。
[0021]进一步的，所述膨胀堵头处设置有连接三通道模拟井筒管柱与管线的三通分流阀，三通分流阀连接的三个压裂管道分别连通三个封隔段。
[0022]进一步的，所述压力表、流量计连接所述压裂设备的控制中心。
[0023]进一步的，多层煤岩的厚度一致，顶板岩石/底板岩石的厚度一致。
[0024]进一步的，煤岩的尺寸为300mm
×
300mm
×
300mm、200mm
×
200mm
×
200mm或100mm
×
100mm
×
100mm。
[0025]进一步的，所述钢支管与所述模拟井筒管柱垂直。
[0026]进一步的，所述钢支管成对设置，每对钢支管的连接线穿过所述模拟井筒管柱的中心线。
[0027]进一步的，每层煤岩对应的钢支管可以是一对、两对或多对。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果在于：
[0029]本专利技术不但可以实现单煤层的压裂模拟，还可以实现复合煤层分层压裂模拟，两层煤层、三层煤层都可以轻松实现，可以同步压裂，也可以实现异步压裂。通过钢支管来模拟射孔孔眼，避免出现单层缝；通过压力表、流量计记录，对煤层压裂过程进行全过程记录，
操作简单。
[0030]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。
附图说明
[0031]图1为本专利技术一种复合煤层合层/分层压裂模拟的实现方法模拟系统示意图。
[0032]图2为本专利技术一种复合煤层合层/分层压裂模拟的实现方法实施例2的结构示意图。
[0033]图3为本专利技术一种复合煤层合层/分层压裂模拟的实现方法实施例3的结构示意图。
[0034]图4为本专利技术一种复合煤层合层/分层压裂模拟的实现方法实施例4的结构示意图。
[0035]图5为本专利技术一种复合煤层合层/分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合煤层合层/分层压裂模拟的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、制作煤层试样：选取与现场材料一致的煤岩和顶板岩石/底板岩石进行线切割形成方形块，并将所述煤岩、顶板岩石/底板岩石按照现场情况粘结，形成煤层试样；S2、形成模拟井眼：在煤层试样的一个侧面形成模拟井眼，模拟井眼的深度根据现场煤层压裂的煤层数，使模拟井眼深度到达最深的需要压裂的煤层；S3、加工井筒管柱钻孔：按照煤层深度选择模拟井筒管柱，使模拟井筒管柱的长度与模拟井眼的深度一致，按照现场井筒钻孔方位在模拟井筒管柱侧面布置螺旋射孔，并在所述螺旋射孔内车削出螺纹，使得每个煤层段都有螺旋射孔与之相连；S4、加工钢支管：选择直径与模拟井筒钻孔内径一致的钢支管，在其中一端形成与所述模拟井筒钻孔螺纹相匹配的螺纹端，将所述钢支管与模拟井筒管柱螺纹连接后在钢支管内填充盐粉；S5、将安装了钢支管的模拟井筒管柱放入模拟井眼内部，，并将模拟井筒管柱与模拟井眼之间注入快硬速凝胶水；S6、待胶水凝固后在模拟井筒管柱端头安装膨胀堵头，并将膨胀堵头通过管线连接压裂设备，所述管线连接有压裂液通道，所述压裂液通道设置于所述模拟井筒管柱内部，所述压裂液通道上设置有压力表和流量计；S7、启动压裂设备，并通过压力表、流量计记录各钢支管通道的压力和流量。2.如权利要求1所述一种复合煤层合层/分层压裂模拟的实现方法，其特征在于：所述模拟井筒管柱垂直于煤岩或与煤岩呈一定角度。3.如权利要求1所述一种复合煤层合层/分层压裂模拟的实现方法，其特征在于：所述模拟井筒管柱根据模拟煤层的层数形成单通道模拟井筒管柱、二通道模拟井筒管柱、三通道模拟井筒管柱，每个通道对应一层...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵福平，魏元龙，刘伟，赵凌云，张雄，吴章利，
申请(专利权)人：贵州省油气勘查开发工程研究院，
类型：发明
国别省市：