[发明专利]一种煤炭层的体积压裂处理方法

说明书

本发明涉及煤层气开采技术领域，具体而言，涉及一种煤炭层的体积压裂处理方法，该方法包括：获取目标区域的地质特征信息，基于目地质特征信息，建立煤储层水力压裂裂缝扩展模型，基于煤储层水力压裂裂缝扩展模型对水力裂缝和天然节理的相互作用进行模拟，得到模拟结果，根据所述模拟结果，分析得出影响水力裂缝与天然节理的相互作用的因素，对各因素进行评价，得到评价结果，根据所述评价结果和所述煤储层水力压裂裂缝扩展模型，对施工现场的体积压裂工艺以及施工参数进行优化。如此，通过优化体积压裂工艺和施工参数以提高煤层气开发的效率。

技术领域

本发明涉及煤层气开采技术领域，具体而言，涉及一种煤炭层的体积压裂处理方法。

背景技术

近些年来，我国的煤层气资源储量较为丰富，而煤层气又被称为瓦斯，指在煤层中以甲烷为主要成分，并且大部分煤层气是吸附在煤基质颗粒表面，少部分煤层气游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中，另外煤层气还被称为非常规天然气，是一种烃类气体，是煤的伴生矿产资源，其开发利用可以获取很大的经济利益，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源与化工原料，对煤矿减灾、保护大气环境、改善能源消费结构有巨大的意义。

而煤储层中含有大量的节理以及天然微裂缝，需要运用压裂进行处理，但现有技术中在进行水力压裂的过程中施工压力差异较大，存在破裂压力较大的井加砂易堵，破裂压力较小的井投产后水量大且产生气量小的现象。其中部分井施工难度较大，破裂压力超过45MPa，经多次尝试仍未压裂成功，亦有个别井破裂压力小于20MPa，施工后涌水严重而无法投入生产。部分破裂压力较小的井设产后平均产水超过70m³/d,远高于同区块内其它井，排采1年后平均产量低于500m³/d，所以需要优化压裂参数，才能有效的开发煤层气。

发明内容

本发明提供了一种煤炭层的体积压裂处理方法，通过优化体积压裂工艺和施工参数以提高煤层气开发的效率。

本发明提供了一种煤炭层的体积压裂处理方法，包括:

S1，获取目标区域的地质特征信息；

S2，基于所述目标区域的地质特征信息，建立煤储层水力压裂裂缝扩展模型；

S3，基于所述煤储层水力压裂裂缝扩展模型对水力裂缝和天然节理的相互作用进行模拟，得到模拟结果；

S4，根据所述模拟结果，分析得出影响水力裂缝与天然节理的相互作用的因素，所述因素包括水平应力差、压裂液粘度、天然节理倾角和天然节理强度，对各因素进行评价，得到评价结果；

S5，根据所述评价结果和所述煤储层水力压裂裂缝扩展模型，对施工现场的体积压裂工艺以及施工参数进行优化。

可选地，获取所述目标区域的地质特征信息，包括：

获取所述目标区域的气藏地质特征、气藏储层特征以及层系划分特征。

可选地，所述基于所述地质特征信息，建立煤储层水力压裂裂缝扩展模型的步骤，包括：

首先，通过ABAQUS/CAE平台建立耦合孔压-地应力的Cohesive单元；

其次，对软件进行二次开发，将天然节理的随机分布写入子程序，结合地质特征设置相应的材料属性和边界条件；

最后，建立煤储层水力压裂裂缝扩展模型。

可选地，所述基于所述煤储层水力压裂裂缝扩展模型对水力裂缝和天然节理的相互作用进行模拟，得到模拟结果，包括：

确定粘聚单元模型；

根据所述粘聚单元模型确定最大周向应力准则、起裂准则和流体的流动方向；