[发明专利]一种中高阶煤层气井的压裂方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤层气增产技术，特别涉及一种中高阶煤层气井的压裂方法。

背景技术

目前，煤层气井的完井方式有直套管固井、裸眼洞穴、水平井、U型井、V型井及鱼骨状井等。除了裸眼洞穴及鱼骨状完井方式外，其他的完井方式都要进行水力压裂作业以获得商业开发效益。目前的水力压裂方法主要采用较大排量及加砂规模，压裂液主要采用清水(以往曾采用常规瓜胶压裂及清洁压裂液等，但效果与清水基本相当，而且成本较贵而逐步淡出市场)等，但效果一直不尽人意，主要原因在于煤层的以下特殊性：

1、塑性特征强：煤层的杨氏模量一般只有几千兆帕，比常规的砂岩要低5-10倍以上，比碳酸盐岩更低。低的杨氏模量带来煤层破裂前的塑性形变期长，换言之，转向压裂形成新裂缝的难度加大；其次，支撑剂的嵌入严重，加之煤层压裂的施工砂液比难以提高，使煤层压裂裂缝的导流能力快速降低；最后，由于煤层的高排量施工，井底施工压力较高，加上低黏度的清水压裂液，使煤层裂缝内的压力梯度较低，换言之，井底的高压力会快速地几乎没有递减地传递到整个裂缝，与软煤层的特性相呼应，会造成严重的缝壁压实效应，即使水力裂缝很长，导流能力也很高，但缝壁压实造成的孔隙喉道大幅度降低，形成类似的截流效应，影响煤层的大范围降压解吸附效果。

2、煤层的滤失大，煤层的孔隙度较大，加之面割理及端割理异常发育，带来两个严重后果，一是造缝效率极低，宽度不足，缝长延伸范围也有限，施工砂液比难以提升；二是大量的面割理及端割理的存在，容易形成纵横交错的复杂裂缝形态，主裂缝难以形成，会造成进液不进砂的现象，结果，压裂的支撑剂大部分在近井裂缝带堆积，远井的煤层裂缝难以获得有效的支撑导流能力，使煤层气井的压裂效果大打折扣。

3、由于排量相对较大，在裂缝扩展过程中会产生大量的煤粉。在压后排液 过程中，大量的脱落煤粉会趁机进入裂缝，从而严重堵塞裂缝的导流能力。

4、诱导应力作用范围有限。由于上述的强塑性或低杨氏模量(煤层较软)特性，类似砂岩及页岩压裂常用的多井同步压裂提高诱导应力作用效果促进复杂裂缝形成的机理，在煤层里几乎不存在。因此，煤层气压裂应立足于以单井压裂模式为主的技术思路，避免走入误区。

5、煤层气压后排液阶段普遍较长，极大影响了商业开发的进程。通过统计，煤层气井压裂的排液周期一般在3-6个月左右，比常规砂岩和煤层气的1-2周时间要长得多。究其原因，正是由于上述原因，目前的煤层气压裂技术对煤层的改造范围非常有限，导流能力也严重不足，没有在煤层里产生大范围的降压解吸附的条件；同时，长时间的排水采气，错过了裂缝导流能力的高峰期(一般在压后2周时间内，导流能力会快速降低)，也影响了压裂的效果。

发明内容

为避免目前煤层压裂过程中水基压裂液对煤层造成的伤害，本发明提供一种中高阶煤层气井的压裂方法，采用液化石油气压裂液体系，并结合煤层预饱和，裂缝暂堵工艺措施，实现对煤层气井有效增产改造。

为达上述目的，本发明提供一种中高阶煤层气井的压裂方法，其包括以下步骤：

(1)前置清水预饱和煤层：向煤层中注入清水，直到煤层压力达到饱和压力为止；

(2)采用LPG压裂液体系进行压裂；

(3)缝内多次暂堵：在主裂缝长达到预期的设计要求后，多次注入暂堵材料；

(4)尾追支撑剂；

(5)回收煤层气。

所述的中高阶煤层气井的压裂方法，其中，在步骤(3)中，所述暂堵材料由暂堵颗粒和纤维组成。

所述的中高阶煤层气井的压裂方法，其中，在步骤(3)中，每相邻的两次暂堵中，前一次的暂堵材料的粒径需小于后一次的暂堵材料的粒径。

所述的中高阶煤层气井的压裂方法，其中，在步骤(3)中，每相邻的两次 暂堵中，后一次的暂堵材料的用量需大于前一次的暂堵材料的用量。

所述的中高阶煤层气井的压裂方法，其中，在步骤(3)中，每次暂堵成功后，使用比步骤(2)中的压裂液的粘度更低的压裂液及更小粒径低砂液比的支撑剂。

所述的中高阶煤层气井的压裂方法，其中，在步骤(2)中，所述压裂液由以丙烷、丁烷、或丙烷和丁烷的混合液为主要原料，配合相应的稠化剂和交联剂而组成。

所述的中高阶煤层气井的压裂方法，其中，在步骤(2)中，所述压裂液的粘度至少为200mPa.s。

所述的中高阶煤层气井的压裂方法，其中，在步骤(1)中，在清水里添加防膨剂。