煤层气水力压裂技术简介课件.ppt

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1、煤层气井压裂技术汇报人：周龙刚专题研讨中国矿业大学资源学院2011年12月3日1压裂的目的及意义一压裂机理及一般流程二压裂液三压裂裂缝四专题研讨提纲：2压裂的目的及意义一①压裂消除了井筒附近储层在钻井、固井、完井过程中造成的伤害。②压裂使井孔与煤储层的裂隙系统更有效的联通。③压裂可加速脱水，加大气体解析率，增加产量。④压裂可更广泛地分配井孔附近的压降，降低煤粉产量。专题研讨32.1机理利用地面高压泵组，将高粘度压裂液在大排量条件下注入井中，在井底憋起高压；当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，在井底附近地层产生裂缝；继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井

2、后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，沟通煤层裂隙，最后通过煤层气排水-降压-解吸的过程，达到正常排气的目的。憋压造逢裂缝延伸充填支撑剂裂缝闭合压裂机理及一般流程二专题研讨42.2压裂的一般流程原始煤层压裂井的施工主要经过3个阶段:完井阶段、储层改造阶段(即射孔、压裂阶段)、排水采气阶段。（1）压裂方案设计：（裂缝几何参数优选及设计；压裂液类型、配方选择及注液程序；支撑剂选择及加砂方案设计；压裂效果预测和经济分析等。）（2）压前准备：配制压裂液，压裂车组、设备调试完毕。（3）施工过程：①前期：注入前置液，降低滤失，破裂地层，造缝，降温，压开

3、裂缝后前期加入细砂。②中期：注入携砂液，携带支撑剂（先中砂后粗砂）、充填裂缝、造缝。③后期：注入顶替液，中间顶替液：携砂液、防砂卡；末尾顶替液：提高携砂液效率和防止井筒沉砂。专题研讨5S1S2S3压裂专题研讨图1压裂过程示意6图2压裂施工现场压裂材料：压裂液和支撑剂施工参数：排量和压力压裂设备：泵车(组)、液罐、砂车、仪表车专题研讨7水基压裂液、泡沫压裂液、油基压裂液、乳化压裂液清洁压裂液，纯气体压裂液（液化）。40、50年代，矿场原油、凝胶油、粘性乳化液；60年代瓜尔胶稠化剂的问世——现代压裂液化学的诞生；70年代，水基压裂液迅速发展，占主导作用；80年代泡沫压裂液技术取代了部分水基

4、压裂液。目前，泡沫压裂液、液体CO2压裂液、液氮压裂液也开始应用。压裂液三专题研讨3.1种类3.2发展83.3要求滤失少、悬浮能力强、摩阻低、热稳定性及剪切稳定性能好、低残渣、配伍性好、破胶迅速彻底、货源广，便于配制，经济合理。3.4按阶段划分按照在压裂施工中的不同工艺作用，压裂液可以分为：前置液、携砂液和顶替液。前置液：是压开地层并造成一定几何尺寸的裂缝，以备后面的携砂液的进入。在温度较高的地层里，它还可以起到一定的降温作用。携砂液：将支撑剂带入裂缝，继续扩张裂缝，冷却地层。顶替液：将携砂液顶替进裂缝，防治余砂沉积井底形成砂卡。专题研讨9前置液携砂液顶替液图3SH133压裂施工曲线图

5、专题研讨10稠化剂：植物胶，瓜尔胶、香豆胶、田菁胶等交联剂：交联冻胶压裂液，交联剂是必不可少的添加剂（硼砂）防膨剂：粘土稳定剂，氯化钾助排剂：促使压裂后破胶压裂液迅速返排，活性水、线性胶和交联冻胶压裂液中都需要加入助排剂破胶剂：线性胶，特别是交联冻胶压裂液（过硫酸铵，生物酶破胶剂）杀菌剂：压裂液中的稠化剂多糖聚合物在细菌作用下会发生降解，导致粘度下降。（甲醛液）PH调节剂：调节压裂液PH值表面活性剂、降滤剂等专题研讨3.3添加剂11类型:吸附伤害、堵塞伤害、水化膨胀伤害和化学伤害(1)煤比表面积较大，容易吸附物质（特别是有机物）。(2)压裂液滤失、反排不彻底，滞留储层造成液堵。(3)压

6、裂液残渣，返流堵塞填砂裂缝，降低裂缝导流能力；另一方面较小颗粒残渣，穿过滤饼随压裂液一道进入地层深部，堵塞孔隙喉道。(4)粘土矿物膨胀，煤粉运移堵塞裂隙，引起压裂压力增大，裂缝方向改变。(5)压裂液与储层不配伍造成的伤害，可能发生化学反应。专题研讨3.4压裂液对储层的伤害12压裂液类型优点缺点适用范围使用比例国外国内水基压裂液廉价、安全、可操作性强、综合性能好深度高，残渣、伤害高除强水敏性储层外均可用60～65≥95油基压裂液配伍性好、密度低、易返排伤害小成本高，安全性差，耐温较低强水敏，低压储层≤5.0≤3.0乳化压裂液残渣少、滤失低、伤害较小摩阻较高，油水比较难控制水敏，低压储层、

7、低中温井≤5.0≤2.0泡沫压裂液密度低、易返排，伤害小、携砂性好施工压力高，需特殊设备低压、水敏领导25～30――液态CO2压裂液不会引入任何流体，对地层无伤害，有利于压后投产施工设备特殊，成本远高于其它体系，施工规模较小干气气藏，低压油藏--0表1国内外压裂液类型及使用现状专题研讨13压裂裂缝四裂缝形态主要包括裂缝的长度、宽度和高度及走向长度：随着裂缝宽度的增加，裂缝长度将受到限制。宽度：压裂裂缝的宽度与其弹性模量成反比。方位：同一盆地没有