【7A文】煤層壓裂的實(shí)踐與認(rèn)識(shí).ppt

《【7A文】煤層壓裂的實(shí)踐與認(rèn)識(shí).ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。

1、煤層壓裂的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)匯報(bào)提綱前言1.煤層氣生、儲(chǔ)、產(chǎn)概念2．煤層的基本物理特性3．煤層與砂巖層的差異4．煤層與砂巖層壓裂差異5．煤層壓裂技術(shù)要點(diǎn)6．煤層壓裂施工程序7．煤層壓裂案例分析8．復(fù)合壓裂技術(shù)9、氮?dú)馀菽瓑毫?0、煤層壓裂的認(rèn)識(shí)前言二十世紀(jì)九十年代，煤層壓裂改造技術(shù)的突破是我國(guó)煤層氣勘探最重要的技術(shù)突破。以壓裂改造為核心的配套技術(shù)促進(jìn)了我國(guó)煤層氣勘探迅速發(fā)展，并取得一批重大科研成果。晉煤集團(tuán)、中聯(lián)公司、中石油等國(guó)內(nèi)外煤層氣公司在沁南地區(qū)開發(fā)煤層氣獲得巨大成功，極大地推動(dòng)了我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。多分支水平井技術(shù)的突破和成功，更加促

2、進(jìn)了我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。我國(guó)煤層氣開發(fā)迫切需要更高水平的壓裂技術(shù)，研究、開發(fā)煤層壓裂新技術(shù)迫在眉睫。煤層氣的生成煤層氣的儲(chǔ)存煤層氣的產(chǎn)出煤層瓦斯等溫解吸示意圖002010510P,MPam3/tP=12MPa煤B－飽和煤C－未飽和VCVBV=VmPPL+PC可采氣量臨界解吸壓力原始地層壓力B可采氣量殘存壓力煤A－過(guò)飽和煤層改造與煤層氣產(chǎn)出關(guān)系原生結(jié)構(gòu)煤層煤層產(chǎn)生裂縫支撐裂縫流體流動(dòng)煤層降壓煤層氣解吸煤層氣滲流煤層氣產(chǎn)出壓裂加砂壓力傳導(dǎo)排水排水排采排采煤層壓裂的核心核心技術(shù)正確選擇壓裂層段和完井方法有效提高區(qū)域煤層的“透氣性”在煤系

3、地層建立良好的產(chǎn)氣通道實(shí)現(xiàn)目的：提高單井產(chǎn)氣量——裂縫效率延長(zhǎng)區(qū)塊穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間——整體降壓提高煤層氣采收率——通道穩(wěn)定2．煤層的基本物理特性礦物特性：煤層是以固定碳為主要成分的有機(jī)巖體，含有一定量的揮發(fā)份物質(zhì)，灰分在煤層中占有相當(dāng)?shù)谋壤?，煤層氣主要以吸附形式?chǔ)存于煤巖體之中。結(jié)構(gòu)特性：宏觀的單一煤層是由眾多更薄的煤層和夾矸構(gòu)成，薄煤層、夾矸之間存在較大物性差異；煤巖的孔隙度極低，煤層中廣泛發(fā)育垂向、成組型裂縫，但是裂縫的連通性較差。含水特性：煤層裂隙普遍含水，煤巖孔隙不一定含水，煤層一般不是富水層，煤層水礦化度普遍較低。2．煤層的基本物理特

4、性力學(xué)特性：煤層普遍具有低楊氏模量，高泊松比的力學(xué)性質(zhì)，在外力作用下極易發(fā)生塑性變形，其力學(xué)物性介于剛性—塑性物理體。裂隙特性：煤層具有孔隙和裂隙雙孔介質(zhì)特征，受煤化作用和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，煤層裂隙成組出現(xiàn)，多呈現(xiàn)“x”狀組合，煤層裂隙垂直于層面。溫度特性：目前開發(fā)的煤層氣藏，埋深普遍小于1200米，煤層溫度普遍較低，一般在30度左右，屬于低溫儲(chǔ)層。3．煤層與砂巖層的差異巖層物性的差異：砂巖：楊氏模量高、泊松比低，單層厚度大、巖層單一，儲(chǔ)層巖性與圍巖相近；煤層：楊氏模量低、泊松比高，多層組合、巖層復(fù)雜，煤巖與圍巖差異大；裂縫形態(tài)的差異：砂巖

5、：垂直裂縫、兩翼相對(duì)對(duì)稱、裂縫高度大于儲(chǔ)層、線性裂縫；煤層：“T”型裂縫、兩翼不對(duì)稱、裂縫高度限于儲(chǔ)層、體積性裂縫；3．煤層與砂巖層的差異巖層溫度差異：砂巖：砂巖儲(chǔ)層較深，儲(chǔ)層溫度一般都在50°C以上，屬中高溫儲(chǔ)層；煤層：煤層埋深較淺，儲(chǔ)層溫度一般都在30°C以下，屬于低溫儲(chǔ)層；壓裂液傷害性差異：砂巖：配伍性傷害、粘土膨脹性傷害、；煤層：配伍性傷害、粘土膨脹性傷害、吸附性傷害、粘度傷害；3．煤層與砂巖層的差異固相顆粒傷害差異：砂巖：少量巖粉煤層：軟煤煤粉；粉煤煤粉；塊煤次生煤粉；夾矸巖粉；支撐劑鑲嵌作用差異：砂巖：砂巖硬度較高，選擇合適

6、硬度的支撐劑，鑲嵌作用不明顯；煤層：石英砂硬度高于煤層硬度，在閉合應(yīng)力作用下，煤層裂縫閉合，石英砂易鑲嵌于煤層之中，降低裂縫導(dǎo)流能力；4．煤層與砂巖層壓裂的差異常規(guī)水力壓裂的基本原理：利用地面水動(dòng)力在井眼形成高壓，當(dāng)井底壓力超過(guò)巖層抗壓強(qiáng)度后，迫使巖層破裂；受圍巖遮擋影響，裂縫在縱向延伸受限，在橫向上一般沿最大主應(yīng)力方向基本對(duì)稱延伸；利用支撐劑支撐裂縫、在巖層中獲得高導(dǎo)流能力通道，依靠裂縫效應(yīng)改善巖層的滲流特性，提高巖層有效滲流能力。4．煤層與砂巖層壓裂的差異煤層水力壓裂的基本原理：利用地面水動(dòng)力在井眼形成高壓，當(dāng)井底壓力超過(guò)煤層抗壓強(qiáng)

7、度后，煤層破裂或裂縫張開；在縱向上，受圍巖遮擋制約，裂縫被限制在一定范圍內(nèi)；在橫向上，受煤層結(jié)構(gòu)影響，裂縫沿煤層主裂縫和次裂縫方向同時(shí)延伸；受煤層應(yīng)力和裂縫發(fā)育條件影響，主裂縫沿主應(yīng)力方向延伸較長(zhǎng)，次裂縫也在一定范圍內(nèi)延伸。壓裂最終結(jié)果：在有限范圍的煤層內(nèi)，人造裂縫將煤層原生和次生裂縫有效連通，在煤層中形成大量“T”型裂縫和微裂縫，通過(guò)支撐裂縫和裂縫效應(yīng)改善煤層的滲流特性，提高煤層有效滲流能力。煤層瓦斯抽排地面鉆井煤層裂縫剪切效應(yīng)煤層裂隙示意圖煤層壓裂裂縫監(jiān)測(cè)圖5．煤層壓裂技術(shù)要點(diǎn)壓裂煤層選擇：煤層結(jié)構(gòu)——原生結(jié)構(gòu)煤層優(yōu)選，二類結(jié)構(gòu)煤層

8、能選，三類結(jié)構(gòu)煤層可選，四類結(jié)構(gòu)煤層不能選或回避。煤層厚度——單煤層厚度大于1.0m，多煤層組合小于4層，煤層隔層厚度小于10m，煤層組跨度小于20m。圍巖條件——煤層頂?shù)装鍘r層具有良好的隔水性，隔水層厚度