一种无添加支撑剂的煤层气地面井压裂改造方法技术

本发明专利技术涉及一种无添加支撑剂的煤层气地面井压裂改造方法，

【技术实现步骤摘要】
一种无添加支撑剂的煤层气地面井压裂改造方法


[0001]本专利技术涉及非常规天然气开采
，具体涉及煤层气的开采技术
。

技术介绍

[0002]煤层气是煤的伴生矿产资源，主要成分是甲烷，属于非常规天然气大类
。
煤层气资源量丰富，但是煤层气成藏地质条件的特殊性，以及煤储层自身性质，导致其勘探开发效果不佳，资源动用率低
。
尤其是低渗透
、
低强度煤层气开采难度大
。
[0003]煤层不同于常规油气储层和页岩油气储层，煤岩体力学强度低，具有胶结性差
、
易碎
、
易坍塌等特性；相比于碳酸盐岩与砂岩，煤岩泊松比大，弹性模量小，力学强度低
。
因此，在构造应力作用下，煤储层结构极易发生破坏，并且其破碎程度更严重
、
产生的细颗粒成份相对高强度岩体更多，使得后续压裂过程难以形成有效延伸的支撑裂缝
。
[0004]水力压裂是煤层气井开采的常规方法，但对于常规压裂开采，若支撑剂嵌入压裂次生裂缝中将导致次级运移通道堵塞，削弱压裂开采效果，造成储层伤害
。
[0005]如图1所示，对煤层实施常规压裂技术，在一定的构造应力作用下将生成煤粉并导致堵塞支撑剂等小粒径颗粒空隙；此外，次生裂缝中还嵌有支撑剂和煤粉，将导致煤层气次级运移通道堵塞
。
因此，针对常规压裂技术，若煤层破碎严重生成煤粉将会堵塞支撑剂等小颗粒之间的空隙，从而降低渗透性及裂缝导流能力，造成开采效果不理想；若大量煤粉落入嵌有支撑剂的次生裂缝中，将增大滤失性，使得压裂液侵入地层更远处，降低压裂效率；后续开采过程也将堵塞次生裂缝空隙，减少产量，并造成地层渗透性伤害
。
[0006]此外，随着煤层气开采深度的增大，深部煤层相比浅部煤层地应力更高，渗透率更低，采用常规携支撑剂压裂技术开采煤层气井过程中更易导致储层渗透性伤害，限制煤层气井产量
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种无添加支撑剂的煤层气地面井压裂改造方法，以解决现有技术易导致储层渗透性伤害，限制煤层气井产量的问题
。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种煤层气地面井压裂方法，
S1
：向储层中泵入前置液，令储层形成裂缝；
S2
：向裂缝泵入压裂液，令裂缝继续延伸，并且控制压裂液的泵入压力，使得所述压裂液流过裂缝的煤壁后，在裂缝中形成煤颗粒，所述压裂液不带有支撑剂
。
[0009]根据上述技术手段，在造缝后，向裂缝中泵入不带有支撑剂的压裂液，压裂液裂缝冲刷煤壁，压裂液的冲击力冲击煤壁后形成煤颗粒至裂缝中，破碎的煤颗粒对裂缝进行自支撑，充当支撑剂的作用，即使排采过程中部分煤颗粒在压力作用下进一步形成微米级煤粉，煤粉也不足以完全堵塞煤颗粒间空隙，同时产生的煤粉更容易运移产出，故仍可保持正常的裂缝导流能力，避免储层渗透性伤害
。
同时，增加了煤壁面的表面粗糙度，增大裂缝开
裂宽度，促进颗粒之间的有效排列，煤层渗透率的提高，空隙堵塞程度变轻，强化了储层的导流能力
。
[0010]即使在地应力作用下，煤颗粒不至于完全破碎成煤粉，煤颗粒结构占比最大，煤颗粒足以充当煤层常规压裂中支撑剂的作用，保证较大的裂缝宽度，提供运移空间，提高裂缝导流能力
。
[0011]进一步，所述压裂液为活性水压裂液或者冻胶压裂液这两类最常用压裂液体系
。
[0012]进一步，在所述
S2
后，还包括：
S3
：泵入顶替液，所述顶替液的泵入压力等于所述压裂液的泵入压力，且用量应不小于井筒容积，使得前述井筒中的压裂液能够被顶替进入地层，防止煤颗粒的返排
。
[0013]进一步，所述储层为坚固性系数大于
0.5
的煤层
。
[0014]进一步，在所述
S1
前，还包括：
S0
：对煤储层进行钻井作业后，安装用于压裂的设施，启动压裂装置，水循环压裂管线，以检查压裂车组设备性能，保证地面流程管线畅通；平稳启动压裂装置高压泵，对井口阀门以及地面压裂管线进行承压性能试验；启动压裂装置按设计排量将压裂液计入地层，压力由低到高直达稳定，检查井下设备情况
。
[0015]进一步，所述
S2
中，在泵入压裂液时，提升地面压裂液泵注压力，以增大到设计所需井底压力，井底压力增大的幅度与泵入压裂液的压力相等
。
[0016]进一步，所述
S2
中，在全部所述压裂液泵入完成以前不停泵
。
[0017]进一步，在所述
S3
之后，还包括：
S4
：压裂施工结束后，关闭进出口阀门，后续进行压裂液返排
。
[0018]本专利技术的有益效果：本专利技术主要适用于煤层气地面井压裂开采，对煤层钻井后，通过压裂技术泵入无支撑剂的高压压裂液，将压力传递到地层中，使地层破裂形成裂缝；本专利技术泵入压裂液为常规活性水压裂液或常规冻胶压裂液等，通过压裂液对煤壁冲刷，增加裂缝表面粗糙度，并产生破碎煤颗粒，对压裂裂缝进行自支撑，以增大裂缝开裂宽度；本专利技术采用无人工支撑剂压裂，在无支撑剂的压裂液冲刷及应力作用下将破碎形成较大粒径煤颗粒，此时煤颗粒结构可充当常规压裂技术中的支撑剂并发挥作用
。
即使排采过程中部分煤颗粒在压力作用下进一步形成微米级煤粉，煤粉也不足以完全堵塞煤颗粒间空隙，同时产生的煤粉更容易运移产出，故仍可保持正常的裂缝导流能力，避免储层渗透性伤害；本专利技术促进颗粒之间的有效排列，裂缝开度的增加，煤层渗透率的提高，空隙堵塞程度变轻，强化了储层的导流能力
。
附图说明
[0019]图1为现有技术中常规压裂下水力裂缝支撑示意图；图2为无支撑剂情况下的压裂工艺流程图；图3为不同应力作用条件下无支撑剂压裂下水力裂缝支撑示意图
。
具体实施方式
[0020]以下将参照附图和优选实施例来说明本专利技术技术方案的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效
。
本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变
。
应当理解，优选实施例仅为了说明本专利技术，而不是为了限制本专利技术的保护范围
。
[0021]需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目
、
形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态
、
数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种无添加支撑剂的煤层气地面井压裂改造方法，其特征在于：
S1
：向储层中泵入前置液，令储层形成裂缝；
S2
：向裂缝泵入高压压裂液，使得所述压裂液流过裂缝的煤壁后，在裂缝中形成煤颗粒，所述压裂液不带有支撑剂
。2.
根据权利要求1所述的无添加支撑剂的煤层气地面井压裂改造方法，其特征在于：所述压裂液为活性水压裂液或者冻胶压裂液
。3.
根据权利要求1所述的无添加支撑剂的煤层气地面井压裂改造方法，其特征在于：在所述
S2
后，还包括：
S3
：泵入顶替液，所述顶替液的泵入压力等于所述压裂液的泵入压力，且用量不小于井筒容积，使得前述井筒中的压裂液能够被顶替进入地层，从而冲击煤层形成煤颗粒
。4.
根据权利要求1所述的无添加支撑剂的煤层气地面井压裂改造方法，其特征在于：所述储层为坚固性系数大于
0.5
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞，向雯婷，李倩，徐鑫勤，夏彬伟，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：