沁水盆地煤层泡沫压裂液研究及性能评价

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1、成都理工大学硕士学位论文沁水盆地煤层泡沫压裂液研究及性能评价姓名：胡艾国申请学位级别：硕士专业：油气田开发工程指导教师：冯文光201106摘要沁水盆地煤层泡沫压裂液研究及性能评价作者简介：胡艾国，男，1984年6月出生，师从成都理工大学冯文光教授，2011年6月毕业于成都理工大学油气田开发工程专业，获得工学硕士学位。煤层气作为一种由煤层生成并主要以吸附状态储集于煤层中的非常规天然气，它作为非常规天然气资源的重要组成部分，具有开发深度浅、勘探风险小、投资少、见效快的特点，是近一、二十年来崛起的优质洁净新能源，开发利用前景巨大。煤层气井通常进行压裂开采，在国

2、外通常使用的压裂液体系包括：清水、聚合物压裂液和泡沫压裂液等。压裂液侵入煤层将造成伤害，导致储层的渗透率下降，其原因包括压裂液的吸附作用或水锁效应引起煤基质封堵和割理堵塞，而堵塞割理系统会限制煤层气的解吸，泡沫压裂液由于含液量少，有利于返排，可有效减少对煤层气井储层的伤害。本文通过对SL一1、SL一2、尼纳尔、AES、ABS以及十二烷基二甲基甜菜碱六种起泡剂以及不同稳泡剂的筛选得到泡沫压裂液体系的配方，通过对泡沫压裂液性能测定表明：泡沫压裂液具有高粘度、高稠度系数、低滤失的特点，研究表明：陶粒在各配方泡沫压裂液体系中的沉降速度仅为清水中的0．0045％～

3、0．014％，比常规压裂液的沉降速度也小得多，其中0．25％SL—l+0．25％SL一2+O．5％ABS+0．2％PAM体系的效果最好。通过煤基质对泡沫压裂液基液的吸附实验和扫描电镜的研究表明：泡沫压裂液在煤基质孔隙的粘附程度较小，基本没有堵塞煤孔隙。由于泡沫压裂液在返排过程中主要是以基液的形式存在，文中测定了泡沫压裂液基液对煤岩渗透率的损害，结果表明：0．25％SL一1+0．25％SL一2+0．5％ABS+0．2％PAM体系对煤岩的损害率最小，仅为19．71％，相比瓜胶对煤岩的损害率79．4％，泡沫压裂液伤害更小。对优选的泡沫压裂液体系利用Fracpr

4、oP，r压裂软件，引用山西沁水盆地煤层压裂现场施工参数，对沁水盆地南部煤层气井TS57一01井3#煤层进行泡沫压裂裂缝模拟，结果表明：0．5％SL一1+0．5％ABS+0．2％PAM体系和0．5％SL一2+0．5％ABS+0．2％PAM体系的压裂裂缝最长，裂缝半长达到186m，但所造I成都理工大学硕士学位论文缝的宽度较窄，平均缝宽为1．6cm，缝的导流能力相对较差，而三种起泡剂复配体系的压裂裂缝长度虽然相对较短，半长为169m，但所造缝宽为2cm，缝的导流能力较强，即造缝效果最好，其携砂能力和抗滤失能力较强。关键词：煤层气；泡沫压裂液；起泡剂；稳泡剂；吸

5、附性；伤害性；．_一一压裂设计分析；摘要StudyofFoamFracturingFluidAndEValuVationofPropertiesforCoalRockofQinShuiReservoirIntrodu“onoftheauthor：Huai毋lo，male，wasbominJuly，1984，whosetlnorw鹪Pro￡FeIlgweIlgu肌g．He伊aduatcd丘-omChengduUniVersityofTecllnologyinOil＆GasFieldDeVelopmentEn西ne耐ngmajora11dwas鲫tedthe

6、MasterDe黟eeinJune，2011．AbstractCoalBedM础aneisaullconVelltionalgaS，itisgeIleratedbycoalse锄andaSam面orreservoirofadso印tionstateincoalse锄s．Itisne砌y押odecadestheriseofhigll-qualityCleaIlneweIl铝yforshallowd印mwimmedeVelopment，lessinVestrnent孤dexplorationrisk，quickfeatllres锄dsoon．nh嬲tlleu

7、tilizationof舀。eatprospects．ExploitationofcoalbedmetllaIlewellsareoReIl纳ctured，coIIl】【Ilonlyuscdin枷gnco州es丘ac嘶ngfluidsyst锄iIlclude：water'fo锄行act晡ngnuid锄dp01)，IIler丘actu血gnuidandsoon．Themationof劬ctumgnuidwill1eadtod锄ageanddecreasep锄eabilityofthereseⅣoir，itw勰causedbyblockageofcoalma

8、trixandwaterlocke毹ct，blockageofcoalmatri