煤层压裂施工过程中压力分析及应用

本文在搜集整理近几年国内30多个煤层气井层的压裂资料的基础上,分析了煤层气井压裂过程中瞬时停泵压力梯度与所生成裂缝形态的关系;分析了压裂施工曲线与裂缝形成过程中的各种动态特征,为进一步掌握煤层气井压裂施工规律及评价压裂效果提供了重要依据。     

煤层气压裂缝高控制对排采影响的研究

压裂缝高控制对煤层气井排采效果具有十分重要的意义。本文主要通过研究煤层气井压裂裂缝延伸机理,在分析沁水盆地煤层气储层的典型地质特征及岩心数据的基础上,结合实际压裂施工曲线和排采数据,总结出压裂缝高控制对煤层气井排采的影响机制,最后基于区块资料及施工经验提出几点压裂参数优化方法,为提高煤层气井产量提供更为有效的开发技术。     

煤岩压裂多裂缝风险识别及防治机理研究

为了提高煤层气井压裂施工成功率,并掌握施工压力与裂缝形态之间的响应规律,基于140余口煤层气井压裂施工曲线,分析总结了煤岩压裂具有破裂压力不明显,平均施工压力较高,前置液阶段恒定排量时施工压力不断上升等特点。同时从物模实验、G函数分析、净压力拟合3个方面进行了论证研究,认为多裂缝起裂、延伸是上述特点产生的主要原因。研究结果表明:多裂缝延伸时破裂压力不明显或破裂后压力继续上升,平均实验压力偏高;G函数、净压力拟合分析显示煤岩压裂出现多裂缝现象。基于以上研究,提出可调式多段塞压裂工艺防治多裂缝延伸,施工结果表明该工艺可大幅提高煤层气井压裂的一次施工成功率。     

基于分类方法的煤层气井压裂开发效果评价

煤层气井分类评价是指导煤层气藏开发调整的基础。煤层气井的分类存在干扰因素多,评价界限主观性强等问题;并且受煤层气井排水降压产气特点的影响,其压裂效果无法从压后短期内的产量来判定。基于数据挖掘中的分类方法,结合渗流力学理论,首先将煤层气井产量及井数做归一化处理,建立煤层气井产量分布曲线,提出以产量分布曲线的导数值作为划分低产井与高产井的评判准则,建立煤层气井分类方法。然后,采用现代生产分析的方法,分类评价煤层气井压裂开发效果。最后,通过对韩城某区块的深层煤层气井进行分类及压裂开发效果评价,结果表明,低产井HS16井形成的裂缝短,生产过程中表皮系数增大,裂缝导流能力降低,渗流通道堵塞,预测重复压裂可获产量300 m3/d;高产井HS14压裂裂缝长,裂缝导流能力与生产初期相当,生产过程中渗流通道未受影响,预测重复压裂可获产量1 300 m~3/d。     

非常规煤层气井压裂技术研究与应用

一般煤层气开采压裂是针对含气煤层进行压裂改造,提高煤层气产量。通过分析总结大量的施工经验,为进一步提高煤层气产量,以马厂煤详查项目为依托,在MC-01井进行压裂实验时,首先对煤层顶板进行压裂,再对煤层和煤层顶板联合压裂,减轻以往单独对煤层压裂时由于裂缝的封堵效应造成裂缝挤压致密带,影响煤层气释放。煤层顶板压裂可以有效形成具有高导流能力的裂缝与煤层有效连通,改善煤层气的开采效果,从而达到提高煤层气采出率的目的。     

煤层气井压裂卡钻事故原因与施工建议

水力压裂是煤层气井重要的增产措施,压裂施工过程中可能因各种原因造成压裂卡钻事故,造成严重的经济损失,严重时甚至会使煤层气井报废。以煤层气井压裂施工工艺为依据,分析了煤层气井压裂施工过程中卡钻事故的主要类型,探讨了卡钻事故发生的原因,并给出相应的工程建议。研究认为,煤层气井压裂卡钻主要分为封隔器卡钻、砂埋卡钻、套管变形卡钻和落物卡钻4种类型;砂埋、井身结构变化、施工工艺及入井工具材料存在问题和人为因素是煤层气井压裂卡钻的主要原因;为防止压裂卡钻事故的发生,压裂施工前,应做好相应的准备工作,并加强管理,规范施工过程。     

郑庄煤层气井体积压裂裂缝扩展特征研究

为了有效指导煤层气井体积压裂工程,合理评价体积压裂施工效果,将微地震破裂扫描技术应用于煤层气井体积压裂。通过微地震破裂能量扫描技术监测体积压裂裂缝的分布,结合压裂施工曲线,分析体积压裂裂缝扩展空间和时间特征。以沁水盆地郑庄地区为例,该地区垂直井体积压裂过程显示,破裂不一定严格地随着压裂液推进而在时空上连续发展,可能时间是间歇的,空间上是跳跃的。能量密集区域的集合,连接成线、片、网才是压裂的整体影响面积,即水力压裂扩展的有效区域。与同层位普通压裂的垂直井对比显示,液量大小决定着缝网的有效破裂面积和沟通程度,但压裂液量的大小并没有明显影响裂缝的主长度。     

煤层气井压裂技术方法研究与应用

压裂工艺是实现煤层气井强化增产目标的关键工艺技术。煤层气特殊的储集及产出条件使煤层气井压裂在许多方面具有不同于常规油气井压裂的特点和技术要求。本文概述了煤层气井压裂的作用与特殊问题，介绍了煤层气井压裂前地层评价与压裂评井选层、设计与优化方法、压裂施工实时模拟分析技术、压裂压力分析技术以及压裂液试验评价技术的基本内容。这些技术在柳林等煤层气勘探开发试验区实践中取得良好应用效果，对我国煤层气井压裂施工具有指导意义，值得借鉴。     

煤层压裂裂缝监测技术的现场试验

本文介绍了在某地区8口井24个煤层压裂施工过程中,应用大地电位、微地震、测井温等三种方法,对煤层压裂裂缝进行监测的技术及监测结果,初步获取了煤层压裂裂缝的形态参数,对煤层气工程及研究工作者预测分析产气效果提供了重要依据。     

沁水盆地南部煤层气井压裂失败原因分析

依据煤层气井压裂施工的工艺参数,以沁水盆地南部12口煤层气井压裂施工失败为例,分析了沁水盆地南部煤层气井压裂失败的主要控制因素,研究认为：井口刺漏、高压停泵和煤储层力学性质是沁水盆地南部煤层气井压裂施工失败的主要控制因素;井口刺漏主要是由施工压力过高、井口老化造成的;高压停泵主要是由砂堵引起的,井口刺漏、高压停泵与砂堵之间相互影响及促进;砂堵受施工工艺及地质因素的影响;研究区煤储层具有低弹性模量、高泊松比的特点,地层开启难度大且裂缝难以延伸;压裂施工前,应做好煤储层特征的研究、压裂设备的选择、压裂工艺的设计等,减少工程事故的发生。     

沁水盆地煤岩力学特征及其压裂裂缝的控制

以沁水盆地煤层气水力压裂井为研究对象,结合实验室煤样测试分析资料和煤层气井实际压裂数据,深入分析了煤层气井压裂效果,并进一步阐明了研究区煤岩力学特征对煤层压裂裂缝的影响。结果表明:研究区煤岩体弹性模量在2～5 GPa,且煤岩体弹性模量越小,压开的裂缝宽度越大;随着裂缝宽度的增加,裂缝长度将受到限制,其长度50～70 m;在对研究区煤层压裂过程中,压裂裂缝均不同程度地延入煤层顶底板,裂缝高度9～20 m,最大时裂缝的高度超过压裂层厚度的4倍;煤层压裂裂缝的形态特征没有固定的深度界限。煤层压裂裂缝的形成除受地应力影响外,还受局部构造应力及先存裂隙的控制,存在着在某一方向裂缝出现概率相对较大的现象。     

煤层气井排采过程中压裂裂缝导流能力的伤害与控制

煤层气井排采过程中,压裂裂缝导流能力大小变化,直接影响压降漏斗扩展范围,进而影响煤层气井产气量的高低。以晋煤集团寺河矿3号煤制作煤片,以兰州石英砂为支撑剂,运用FCES-100裂缝长期导流能力评价仪,在实验室物理模拟了排采过程中煤储层压裂裂缝的导流能力变化规律。实验结果认为：煤层气井排采过程中压裂裂缝导流能力具有较强的应力敏感性,如果控制排采降压连续缓慢稳定进行,可以使压降漏斗充分扩展前应力敏感对导流能力的伤害较小;在水力压裂施工中可以通过增加砂比来减小支撑剂嵌入的影响,对于深井选用更高强度支撑剂可以克服支撑剂破碎引起的伤害;不稳定和断续排采可造成压裂裂缝导流能力快速下降,只有坚持排采降压的“连续、缓慢、稳定”进行,才能避免应力敏感和流速敏感带来的储层伤害,确保煤层气井开发取得好的效果。     

微地震法在煤层气井人工裂缝监测中的应用

煤层气井人工裂缝在煤层气开发中起着重要的作用，本文阐述了煤层气井人工裂缝监测原理，通过对人工裂缝监测现场试验及研究分析，为煤层气井压裂效果研究找到了一条科学方法，从而为煤层气地面开发井网布置提供了科学依据。     

和顺区块煤层气井排采影响因素分析

结合和顺区块煤层气投产井地质条件、压裂效果及排采控制等特征,分析了影响该区煤层气排采的因素。结果表明构造复杂易造成压裂裂缝与断层沟通,干扰排采;生产煤层渗透率低、解吸压力低是该区煤层气排采的不利条件;15#煤层埋深较浅,产液量低影响煤层排水降压;压裂施工应控制裂缝形态,提高压裂效果,避开区域灰岩含水层对煤层越流补给;合理控制套压,缓慢控制流压,对扩大煤层气解吸范围,提高产气量十分重要。     

构造煤煤层气压裂方式及机制探讨

针对构造煤地区煤层气开发效果较差的问题,通过分析淮北矿区和湖南洪山殿矿区构造煤条件下煤层气顶板分段压裂水平井、垂直井的工程案例,结合水力压裂缝起裂和延伸机理分析,提出了构造煤"破壁"间接压裂技术,即在构造煤顶底板选择合适的岩层进行压裂施工,可以造出较长且与煤层沟通良好的压裂缝,能够大大提高压裂的增产效果,且具有有效降低钻井液、压裂液对煤层的伤害,提高煤层气排采效果的作用。     

太原西山古交区块煤层气井水力压裂效果评价

为评价古交区块煤层气现有开发方案中水力压裂施工的效果,通过以下2种方式获取压裂主裂缝形态参数:对11个层位的压裂进行微地震同步监测,得到裂缝方位、缝长和缝高的监测数据。在区域应力场的作用下,裂缝方位多与主控构造有很好的相关性,局部复杂地应力场条件下,裂缝方位变化较大,单翼缝长平均为64 m。利用煤矿回采到煤层气井之时,井下实地观测支撑剂分布形态,测得到XS-10井主裂缝方位为87°,与井下实测节理走向接近,具有有效支撑的东半翼缝长为24.35 m。现有的开发方案中,有效裂缝和井间距不匹配,裂缝穿透比过小,影响单井产量和采收率。裂缝方位和构造走向有很好的相关性,煤层气开发时要充分考虑地应力场和构造形态,优化布井方式和压裂施工参数。     

柿庄南区块煤层气高产潜力井低产因素分析

为了研究柿庄南区块部分煤层气高产潜力井产气效果不佳的原因,通过分析煤层煤体结构和顶底板特征,结合水力压裂效果分析,并与高产井排采制度对比,分析总结了典型井低产原因。结果表明:水力压裂效果直接影响煤层气井产能,在改善煤储层渗透性的同时也可能沟通含水层造成煤层气井低产;在排采初期的单相排水阶段和两相流产气上升阶段,排采制度的不合理也是造成高产潜力井低产的重要原因,这2个阶段排采制度的合理控制会对未来整个产气过程产生影响;控制裂缝高度和压裂规模以避免穿透隔水层,最大限度使裂缝在煤层中深远扩展,同时合理制定排采制度,是煤层气增产潜力井二次压裂改造后长期高效开发的关键。     

不同原生裂缝壁面特征对煤储层压裂造缝影响的对比分析

为了准确认识原生裂缝壁面特征对煤储层水力压裂效果的影响,基于对沁水盆地南部8口煤层气井附近原生裂缝壁面特征以及其压裂效果的解剖观测,对2口典型煤层气井F1和F2附近的原生裂缝壁面特征进行了观测和对比:F1原生裂缝壁面相对曲折、粗糙以及次级裂缝发育,F2则反之。对2口煤层气压裂井开挖解剖发现:煤储层压裂裂缝形态比压裂理论模型推算值及地面监测值更为短而宽;原生裂缝壁面特征对水力压裂效果具有重要影响。研究结果表明:煤储层特有的原生裂缝壁面特征是造成实际的压裂裂缝更为短而宽的重要因素;不同的原生裂缝壁面特征通过影响压裂过程中流体压力降低梯度进而影响最终压裂效果。     

构造煤煤层气压裂方式及机制探讨北大核心

针对构造煤地区煤层气开发效果较差的问题,通过分析淮北矿区和湖南洪山殿矿区构造煤条件下煤层气顶板分段压裂水平井、垂直井的工程案例,结合水力压裂缝起裂和延伸机理分析,提出了构造煤'破壁'间接压裂技术,即在构造煤顶底板选择合适的岩层进行压裂施工,可以造出较长且与煤层沟通良好的压裂缝,能够大大提高压裂的增产效果,且具有有效降低钻井液、压裂液对煤层的伤害,提高煤层气排采效果的作用。     

和顺横岭区块深部煤层气井压裂工艺研究及应用

为了勘探开发和顺横岭区块的深部煤层气,研究适用于深部煤层气井开发的压裂工艺,采用了水力喷砂射流压裂、连续油管底封拖动压裂、"水力喷砂射孔+大排量复合压裂"和"段内多簇定向射孔+桥塞联作分段压裂"技术对和顺横岭区块的深部煤层气井进行压裂作业,压裂结果和生产试采效果证明:"段内多簇定向射孔+桥塞联作分段压裂"成功率高,施工排量大、段与段之间封闭性好和作业效率高,通过采用"密切割"改造方式,储层改造体积提升明显,裂缝与储层的接触面积较大,储层向裂缝和井筒的供液和供气能力较强,可作为深部煤层气水平井的主要压裂方式。