[发明专利]用于煤层气储层增产的水力波及压裂工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤层气开发技术领域，特别涉及一种用于煤层气储层增产的水力波及压裂工艺方法。

背景技术

水力压裂技术是煤层气藏增产的主要措施之一,其目的是增大煤层气的泄流面积、改变煤层气的渗流方式等，从而达到开采或者增加煤层气产能的目的。而煤层气藏增产措施压裂工艺关键技术就是需要在储层内形成高渗透带裂缝及压力波及面积较广的裂缝网络，增大煤层解吸面积、改善煤层渗流通道、减小煤层渗流阻力。现有的煤层气储层压裂效果各异，均存在着一定的局限性。

目前大多的煤层气储层压裂以单井压裂为主，通过室内实验及矿场压裂微地震监测结果分析发现，形成的压裂裂缝以短宽裂缝为主，并在井筒周围及压裂主缝两侧发育有一定的分支裂缝，当垂直或近垂直于压裂主缝开启的分支裂缝延伸至一定距离后将逐渐转向沿着平行于压裂主缝方向延伸，其增产改造体积相对较小。

国外页岩气水平井利用多井同步压裂或拉链式压裂两压裂主缝之间产生的缝间应力干扰作用，得到了相比于单井压裂时更大的增产改造体积(SRV)，证明了缝间应力干扰作用有利于井间复杂体积缝网的形成。但是，该技术主要应用于两口或多口水平井进行同步或拉链式分段压裂，且应力干扰作用主要发生在相向延伸的两裂缝尖端附近区域，形成的体积缝网规模有限，且压裂施工难以控制。

针对我国煤层气井以低压、低孔、低渗为主的地质特征，在现有技术中，常规的煤层气井单一实施的增产压裂无法有效地避免其裂缝单一、有效缝网不足等弊端，从而影响煤层气增产的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用缝间应力干扰作用，以增大煤层气储层增产改造体积波及范围为目的的用于煤层气储层增产的水力波及压裂工艺。

为此，本发明技术方案如下：

一种用于煤层气储层增产的水力波及压裂工艺方法，包括如下步骤：

S1、井筒准备工序：在目标区域内，通过对目标区域目标地层进行地应力模拟，并以目标井煤层间的连接线与地层的最大主应力方向垂直或趋近于垂直为原则选取至少两口井作为目标井，并对目标井进行通井、刮削、洗井、试压、和射孔作业；其中，采用该原则进行目标井选择在实施压裂施工时，目标井的最大数目不限，根据不同地区条件不同，目标井的实际数量根据设备和人员供给能力确定；并且相邻目标井之间的距离也无特殊要求。

目标井的选择通过对目标区域目标底层进行地应力模拟来确定。在对目标井进行选择时，目标井煤层间的连接线最好与地层最大主应力方向垂直，而不能平行；如果井的连接线最好与最大主应力方向平行或趋近于平行，那么在应力干扰之后不能在井与井之间形成一个应力相干的区域；在后续压裂施工过程中即主要是利用这个应力相干区域，在煤层中实现在液体波及区域之外的发生压裂改造，并形成缝网；

其中，射孔作业方式为常规孔弹射孔，其它方式射孔，如喷砂射孔。

如压裂施工设计要求下入压裂管柱，则射孔作业后下入压裂管柱；如仅需要套管注入，则不需要此步骤。

S2、压裂施工准备工序：设备进入井场，连接地面管线并对地面管线进行试压，防止在压裂施工过程中出现地面设备问题，如泄漏、刺漏等；

S3、压裂施工工序：

1)泵入前置液：小排量起泵、变排量注入控制缝高，随后中高排量注入形成远井地带多裂缝；

具体地，在泵入过程中采用1～2m³/min起泵，逐渐提升至8～10m³/min，在变排量泵入过程中泵压不超过试压时的最大泵压，当前置液泵入量超过总量2/3时，停止变排量泵入，剩余前置液均以8～10m³/min恒速泵注直至前置液泵入完成；

2)泵入支撑剂：先泵入低或超低密度、小粒径的支撑剂，再泵入中密度、中粒径的支撑剂，最后泵入高密度、大粒径的支撑剂；

具体地，依次选用40～70目的石英砂或核桃壳作为低或超低密度、小粒径的支撑剂，选用20～40目石英作为中密度、中粒径的支撑剂，选用16～20目石英砂作为高密度、大粒径的支撑剂，与携砂液按照梯度浓度比例混合后依次采用脉冲式泵入方法以8～10m³/min恒速进行泵注；其中，携砂液用量为压裂规模总量的35～48％。

3)泵入顶替液，以8～10m³/min恒速泵注；

4)关闭井口，测压降，测试时间为60～90min，施工结束。