[发明专利]一种适用于多套高陡碎粒煤层的煤层气压裂方法

权利要求书

1.一种适用于多套高陡碎粒煤层的煤层气压裂方法，其特征在于，包括：

步骤S1，从同一地层压力系统的待选煤层中选取N个目标煤层；

步骤S2，从N个目标煤层中选定M个目标压裂段；

步骤S2包括：

步骤S21，从N个目标煤层中筛选出第一类型压裂段，各第一类型压裂段均仅包含一个目标煤层，且各第一类型压裂段中的目标煤层与其相邻的目标煤层之间的间隔距离均大于5m；

步骤S22，从N个目标煤层中筛选出第二类型压裂段，所筛选出的各第二类型压裂段包含2个或3个目标煤层，且各第二类型压裂段中的各目标煤层与其相邻的目标煤层之间的间隔距离小于5m；

步骤S22具体包括：

从N个目标煤层中筛选出X个待筛选压裂段；

针对所包含的目标煤层数量为2或3个的待筛选压裂段，直接将其确定为第二类型压裂段；

针对所包含的目标煤层数量大于3个的待筛选压裂段，按照煤层间隔距离、煤体结构完整性、煤层厚度、煤层含气量顺序的优劣顺序排序从待筛选压裂段选定压裂煤层组成第二类型压裂段；

步骤S23，若第一类型压裂段和第二类型压裂段的总数量大于3段，则按照预先确定的选段规则进行压裂段筛选，使最终筛选出的目标压裂段的总数量小于或等于3段；

步骤S23中按照预先确定的选段规则进行压裂段筛选的步骤包括：

按照煤体结构完整性煤层厚度煤层含气量的优劣顺序排序选定压裂段；

步骤S3，针对所选定的M个目标压裂段，采用预先选择的压裂方案按照预先确定的设定顺序依次对每一段压裂层段进行压裂，且每完成一段压裂层段压裂后，按照预定程序在指定位置下入封隔桥塞；

步骤S4，完成压裂后，停泵，关井憋压24-48小时；

其中，步骤S1包括：

步骤S11，采用地层倾角测井设备对各待选煤层进行地层倾角测定以确定各煤层的地层倾角，采用电阻率测井设备对各待选煤层进行电阻率测定；再基于测定的地层倾角结果、电阻率测定结果、以及人工测量得到的地面露头观测结果和采煤巷道煤层观测结果按照预先的计算方式确定各待选煤层的真厚度；

步骤S12，采用含气量测试设备，对各待选煤层进行含气量测定；

步骤S13，采用室内岩石力学测试实验设备，对各煤层进行煤层抗压强度、煤层抗拉强度、煤层顶板抗压强度、煤层顶板抗拉强度、煤层底板抗压强度和煤层底板抗拉强度测定；

步骤S14，基于人工测量得到的取芯煤层观测结果和采煤巷道煤层观测结果确定各待选煤层中的粉煤厚度占比；

步骤S15，针对各待选煤层，若满足：1)、待选煤层的地层倾角小于或等于30°时，待选煤层的真厚度大于1m；待选煤层的地层倾角大于30°时，待选煤层的真厚度大于0.5m；2）、待选煤层的含气量大于8m³/t；3）、待选煤层的煤层顶板抗拉强度和煤层底板抗拉强度的平均值比煤层抗拉强度至少高20%；待选煤层的煤层顶板抗压强度和煤层底板抗压强度的平均值比煤层抗压强度至少高40%；4）、待选煤层中的粉煤厚度占比小于50%；则将其确定为目标煤层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中的预先确定的设定顺序包括：

步骤S31，若压裂层段中的目标煤层数量仅为一层，按照射孔、前置液泵注、携砂液泵注和支撑剂注入的顺序对目标压裂层段中的目标煤层的进行水力压裂；

步骤S32，若压裂层段中的目标煤层数量为两层及以上，先按照射孔、前置液泵注、携砂液泵注和支撑剂注入的顺序对压裂层段中的目标煤层进行水力压裂；再投入暂堵球，将已压裂开的目标煤层上形成的射孔眼堵住；并按照前置液泵注、携砂液泵注和支撑剂注入的顺序对压裂层段中的尚未压裂开的目标煤层进行水力压裂；再重复暂堵球投入步骤，如此循环，直至完成所有目标煤层水力压裂。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S3中预先选择的压裂方案包括：

压裂规模：针对煤层厚度位于同一厚度区间内的至少两个目标压裂段，位于下部的目标压裂段的压裂液使用量比位于上部的目标压裂段的压裂液使用量多20-40%；单段目标压裂段的压裂半缝长控制在100m上下，且煤层倾角大于30°的单段目标压裂段对应的压裂半缝长小于煤层倾角小于或等于30°的单段目标压裂段对应的压裂半缝长，且单段目标压裂段的最小压裂半缝长大于50m；压裂液排量控制在6-11m³/min，单段目标压裂段的压裂液量控制在1000m³以内，从下部至上部的目标压裂段的压裂液逐渐减小，且最小压裂液量不低于200m³；压裂液最后泵注的5%携砂液的含砂比为携砂液的平均含砂量比的10%以内；

压裂材料：支撑剂采用石英砂，前置液中的石英砂为40目，携砂液中的石英砂为70目；压裂液以KCI+水为主体，加0.01-0.1%增稠剂；其中，

针对煤层倾角大于30°的目标压裂段，压裂液中的增稠剂百分比位于0.05%-0.1%之间，且压裂液粘度大于或等于50mpa.s。