煤層水力壓裂工藝技術(shù)探討.pdf

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1、技術(shù)研究2015年第4期煤層水力壓裂工藝技術(shù)探討梁潔中石化中原工程有限公司井下特種作業(yè)公司　河南　濮陽　457000摘要：本文論述了煤層水力壓裂工藝技術(shù)的工藝參數(shù)、材料和傷害評價。關(guān)鍵詞：水力壓裂；壓裂液；評價CoalseamhydraulicfracturingtechnologyLiangJieUndergroundSpecialOperationsCompanySinopecZhongyuanEngineeringCo.,Ltd.Puyang457000Abstract：Thisarticleintroducedthedrillinghydrau

2、licfracturingtechnologyanditsparameters，material，damageevaluation.Keywords：hydraulicfracturing；fracturingfluid；evaluation由于絕大多數(shù)煤層的滲透率都很低，僅靠井眼圓柱側(cè)面作壓裂施工中直接與煤層接觸的就是壓裂液和支撐劑，而更為排氣面是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，所以必須采取人工強(qiáng)化增壓措施，廣泛的是壓裂液。包括煤層水力壓裂、鉆水平排泄孔和洞穴應(yīng)力釋放等。利用如果液體進(jìn)入對煤層裂縫造成傷害（吸附性傷害和堵塞性以鉆井水力壓裂為關(guān)鍵技術(shù)的一整套工藝過程對煤層

3、氣進(jìn)行開傷害），將使得裂縫導(dǎo)流能力降低，不但影響煤層排水降壓，發(fā)是當(dāng)今世界開發(fā)煤層氣所用的核心技術(shù)。還會影響煤層吸附氣的解吸。1施工參數(shù)支撐劑是保證裂縫有較長期限的導(dǎo)流能力的固體顆粒，由于煤層的特殊性，支撐劑同樣需要優(yōu)選。因此，壓裂材料的優(yōu)1.1排量化在煤層壓裂技術(shù)中占有非常重要的位置。煤層氣井的施工排量確定由階梯注入的方法確定并結(jié)合以2.1壓裂液下方面：2.1.1概念：施工中進(jìn)入地層的液體統(tǒng)稱壓裂液，一般分為前（1）注入方式（油管，套管，環(huán)空，油套，井下工具）置液，攜砂液，頂替液。（2）煤階及煤層地質(zhì)（滲透率）2.1.2選擇液體的三個重要原則：（1）

4、對煤層傷害力求最小。（3）煤層厚度（厚煤層容易形成復(fù)雜裂縫）滿足該要求的必要條件是實(shí)驗(yàn)室的支撐，對一個新區(qū)的煤層氣（4）設(shè)備能力與地面環(huán)境探井必須做這項(xiàng)工作。（2）確保施工成功，滿足地質(zhì)（低溫（5）實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)〔可結(jié)合理論模擬，W∽f（Q）〕等）要求；（3）最大限度的降低成本。1.2前置液量2.1.3煤層壓裂液體種類：⑴清水壓裂液〔河（井）水，煤層A.利用測試壓裂求出液體效率排出水〕；⑵活性水壓裂液（加活性劑）；⑶凍膠（凝膠）B.利用前置液百分比并計算前置液量2壓裂液；⑷線性膠壓裂液（未加交聯(lián)劑）；⑸泡沫（N、影響前置液量的確定的因素很多，煤層多裂縫發(fā)育、

5、裂縫2CO）壓裂液；⑹CO2壓裂液；⑺清潔壓裂液。上下延伸和動態(tài)濾失是主要因素。因此，該量的確定要結(jié)合煤2.1.4壓裂液優(yōu)缺點(diǎn)比較層地質(zhì)特征、利用的計算軟件并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際施工效果，是一2.1.5煤層傷害評價：理論和實(shí)踐相結(jié)合的產(chǎn)物。（1）一個新區(qū)或煤階不同的煤階煤層，甚至包括埋深或1.3攜砂液量和頂替液量沉積時代的差別都會對煤層特征造成影響。采取壓裂時液體材（1）攜砂液量在砂量確定后根據(jù)平均砂比計算?；蛘呓o料選擇一定要經(jīng)過室內(nèi)評價優(yōu)化后使用。定改造范圍，通過軟件模擬計算得出。（2）盡量少加或不加添加劑，特別是有機(jī)物添加劑以減（2）頂替液量根據(jù)進(jìn)液管柱結(jié)

6、構(gòu)考慮地面管線后計算得少煤巖層表面的吸附性傷害。出。2.1.6液體的質(zhì)量控制1.4加砂量和砂比確定液體既是施工成功的關(guān)鍵，也是影響壓裂效果的主要因（1）地質(zhì)設(shè)計提出砂量要求。對于探井應(yīng)以盡量提高加素，因此確保質(zhì)量符合要求非常重要。液體配方確定以后，質(zhì)砂量為原則，以充分發(fā)揮壓裂改造的作用。量監(jiān)督應(yīng)注意以下幾個方面：（2）完全通過地質(zhì)、井網(wǎng)結(jié)構(gòu)，裂縫方位，液體性質(zhì)及（1）配液用水（清潔，液性與實(shí)驗(yàn)室一致）設(shè)備狀況等利用軟件計算得出。適用于生產(chǎn)井或已形成井組的（2）各種添加劑的質(zhì)量分析指標(biāo)符合國標(biāo)或行標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)井。（3）液罐清潔，數(shù)量符合設(shè)計要求（3）平均砂比與

7、使用液體性能有關(guān)，對于目前高煤階煤（4）配好的液體現(xiàn)場測試指標(biāo)與實(shí)驗(yàn)室相近層的壓裂施工，水的砂比13%～15%，凍膠25%。2.1.7煤層清潔壓裂液技術(shù)2壓裂材料（下轉(zhuǎn)第102頁）96技術(shù)研究2015年第4期的而不是腐蝕碳鋼的。再根據(jù)大氣區(qū)溫度，確定涂層、干膜厚在海洋石油工程涂層系統(tǒng)施工的過程中，工程表面處理是度等方面，進(jìn)而科學(xué)合理的涂裝。非常重要的環(huán)節(jié)之一，只有有效的清除毛刺、鱗皮、焊劑等，②不銹鋼的大氣區(qū)涂層系統(tǒng)。海洋環(huán)境中的不銹鋼應(yīng)使用才能夠更加好的進(jìn)行涂裝，確保涂料有效的固化在構(gòu)筑物表涂層來保護(hù)以防縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂。在具體的進(jìn)行不銹面，保

8、護(hù)構(gòu)筑物不被腐蝕。對于構(gòu)筑物表面的處理，主要是按鋼的大氣區(qū)涂層系統(tǒng)施工過程中根據(jù)不銹鋼材料，來