[发明专利]一种限时溶解防返吐支撑剂定向嵌入压裂缝的施工方法

说明书

本发明公开了一种限时溶解防返吐支撑剂定向嵌入压裂缝的施工方法，具体施工过程如下：支撑剂由内至外依次裹覆增粘剂和减阻剂薄膜，支撑剂随压裂液泵入裂缝初期，在减阻剂薄膜降阻润滑作用下，减弱压裂液摩擦阻力，提高支撑剂运移效率，促进其定向远距离运移，改善井筒的近端裂缝支撑剂堆积阻塞现象；当支撑剂完成定向运移，铺置于井筒的远端裂缝后，依据实际工况需求设计的减阻剂薄膜限时溶解，内层的增粘剂向外释放后强力吸附于井筒的远端裂缝表面；最终，压裂液返排而支撑剂充填滞留于井筒的远端裂缝中，对压裂缝起到有效支撑作用。本发明可实现支撑剂定向嵌入裂缝的目的，解决支撑剂返吐导致抽采通道闭合的施工难题，提升煤层气抽采效率。

技术领域

本发明属于煤层气抽采及矿井水力压裂技术领域，具体涉及一种限时溶解防返吐支撑剂定向嵌入压裂缝的施工方法。

背景技术

煤炭作为我国重要的基础能源物质，为我国乃至全世界经济发展以及人民日益增长的生产生活需求提供切实保障，煤层气产业规模也由此日益扩大。因此，如何稳步提升煤层气抽采效率和煤层气井生产能力成为煤炭工作者需要共同解决的难题。

水力压裂技术作为改善煤储层物性、提高气藏流体渗透能力的关键手段之一，是将压裂液以大大超过煤层吸收能力的排量注入煤层，以高压克服地应力及煤体强度在煤层中人为制造裂缝的过程，裂缝形成后，还需要泵入带有支撑剂的压裂液，以延伸扩展裂缝并防止裂缝在地应力作用下闭合。该技术被广泛应用于煤矿瓦斯抽采领域，以提高储层渗透率，起到增产增注的作用。然而，由于煤层埋深不断加大、地应力逐渐增高以及微小构造发育等因素致使煤层结构愈发复杂，导致我国有相当数量的煤层气井水力压裂效果不理想，表现为压裂造缝效果差限制导流能力、支撑剂运移距离未达到预期目标导致井筒远端裂缝在地应力作用下闭合、支撑剂颗粒易碎导致微小碎粒渗入裂缝阻塞气体运移通道、支撑剂随压裂液大量返吐等现象。尽管，国内外学者为解决上述问题提出一系列措施，但仍未从根本上彻底解决相关实际工程问题。

因此，亟待发明一种基于新型支撑剂的水力压裂施工方法解决水力压裂过程中出现的井筒近端支撑剂积聚、井筒的远端裂缝扩张延展效果差、支撑剂返吐等问题，进而改善水力压裂致裂增透效果，为水力压裂技术提供有力的技术支撑和理论依据，最终，实现煤层气高效抽采，为国家和人民的生产生活需求提供基础保障。

发明内容

针对上述现有支撑剂运移距离短、井筒的远端裂缝增效支撑效果差、支撑剂大量返吐等问题，本发明提出了一种限时溶解防返吐支撑剂定向嵌入压裂缝的施工方法。

为解决上述问题，本发明提供了如下的技术方案：

本方案提供的一种限时溶解防返吐支撑剂定向嵌入压裂缝的施工方法，包括如下三个步骤：

S1支撑剂泵入初期，减阻剂薄膜促进其定向远距离运移：在减阻剂薄膜降阻润滑作用下，减弱压裂液的摩擦阻力，提高支撑剂运移效率，延长支撑剂输送距离，促进其多向远距离运移进程，改善井筒的近端裂缝支撑剂堆积阻塞现象，提高支撑剂在水压致裂过程中的充填利用效率，增强多尺度裂缝系统间连通性；

S2支撑剂完成定向运移，减阻剂薄膜限时溶解后增粘剂释放扩张：当支撑剂随压裂液完成定向运移，铺置于井筒的远端裂缝后，依据实际工况需求设计的减阻剂薄膜限时溶解，随后，内层的增粘剂向外释放并扩张，强力吸附于井筒的远端裂缝表面，加固支撑剂作用位点，避免发生支撑剂返吐现象；

S3压裂液返排期，支撑剂充填滞留于井筒的远端裂缝：井筒的远端裂缝延展扩张完成后，压裂液开始返排，而支撑剂充填滞留于井筒的远端裂缝中，未随压裂液返排而大量返吐，提高井筒的远端裂缝的导流运移能力和增效支撑效果，防止因支撑剂返吐或支撑力度不够而导致气体运移通道闭合现象的发生，提升煤层气抽采运移效率。