CN103590801A - 一种煤层气水平井氮气泡沫压裂开采技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种煤层气勘探开发技术领域，特别涉及一种煤层气水平井氮气泡沫压裂开采技术。该技术步骤如下：煤层气水平井采用三开完井，水平段固井，即：水平井眼的一开钻表层，并下表层套管封固地表易漏地层；二开钻至煤层，下入套管封固煤层段以上地层；三开钻水平井眼，套管固井；在进行氮气泡沫压裂时，由两组设备组合进行，一组负责泵注压裂液和支撑剂，另一组泵注氮气，在井口前端的高压管线汇合，通过压裂井口进入井筒。本发明实现了水平井能够沟通更多割理和裂隙，单井控制面积大，氮气泡沫大大降低压裂液向地层内滤失的速度，减少滤失量，减轻压裂液对地层的伤害，泡沫压裂液携砂性能好，返排效果好，提高煤层气产量和采收率。

Description

一种煤层气水平井氮气泡沫压裂开采技术

技术领域：

本发明涉及一种煤层气勘探开发技术领域，特别涉及一种煤层气水平井氮气泡沫压裂开采技术。

背景技术：

中国煤储层具有低压、低渗、低饱和的特点，在煤层气开发中，最为突出的问题是煤层渗透率普遍较低，目前国内绝大多数煤层气井都采用直井开采，最常用的增产措施是水力加砂压裂。水力加砂压裂的目标是在地层中形成一条高导流能力的支撑裂缝，提高煤层渗透性。由于煤层的“三低”的特点，在采用常规水基压裂液对煤层进行压裂时，存在以下问题：（1）支撑剂运移距离短，在近井地带聚集，对储层改造有限；（2）压裂液漏失严重，返排不彻底，返排率低，增加了对煤层的伤害，为后续煤层气排采过程带来不利影响；（3）并且由于常规水基压裂液携砂能力有限，降低了裂缝的支撑长度和导流能力，这都导致了对煤层气井的增产效果不理想，这也是目前煤层气井产量普遍不高的一个重要原因。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种煤层气水平井氮气泡沫压裂开采技术，该技术实现了水平井能够沟通更多割理和裂隙，单井控制面积大，氮气泡沫大大降低压裂液向地层内滤失的速度，减少滤失量，减轻压裂液对地层的伤害，泡沫压裂液携砂性能好，可以高砂比施工，从而提高裂缝铺砂浓度，返排效果好，提高煤层气产量和采收率。克服了现有直井单井控制面积小和水基压裂液对储层改造有限，压裂液漏失严重，返排率低，对煤层的伤害大，携砂能力差的不足。

本发明所采取的技术方案是：一种煤层气水平井氮气泡沫压裂开采技术，该技术步骤如下：煤层气水平井采用三开完井，水平段固井，即：水平井眼的一开钻表层，并下表层套管封固地表易漏地层；二开钻至煤层，下入套管封固煤层段以上地层；三开钻水平井眼，套管固井；在进行氮气泡沫压裂时，由两组设备组合进行，一组负责泵注压裂液和支撑剂，另一组泵注氮气，在井口前端的高压管线汇合，通过压裂井口进入井筒；地面氮气以液态存储在罐内，压裂施工时通过液氮泵车将氮气打入高压管汇与压裂液混合进入井内，通过泵车的高压泵和蒸发器在地面就已形成了泡沫；在压裂完成后控制流量进行放喷，利用2条管线轮流连续放喷，放喷初期控制放喷流量为20～60L/min，待井口压力降低、裂缝闭合后逐渐增大放喷流量，放喷时要随时观测井口压力和排出液体的含砂情况；压裂液借助氮气能量返排，完成整个压裂过程；压裂改造完成后，下入数控往复式潜油电泵至水平段，控制液面排水逐步降压解吸采气。

本发明的有益效果是：本发明由于采用了水平井和泡沫压裂液，因而水平井能够沟通更多割理和裂隙，单井控制面积大，氮气泡沫大大降低压裂液向地层内滤失的速度，减少滤失量，减轻压裂液对地层的伤害，泡沫压裂液携砂性能好，可以高砂比施工，从而提高裂缝铺砂浓度，返排效果好，提高煤层气产量和采收率。

具体实施方式：

一种煤层气水平井氮气泡沫压裂开采技术，该技术步骤如下：煤层气水平井采用三开完井，水平段固井，即：水平井眼的一开钻表层，并下表层套管封固地表易漏地层；二开钻至煤层，下入套管封固煤层段以上地层；三开钻水平井眼，套管固井；在进行氮气泡沫压裂时，由两组设备组合进行，一组负责泵注压裂液和支撑剂，另一组泵注氮气，在井口前端的高压管线汇合，通过压裂井口进入井筒；地面氮气以液态存储在罐内，压裂施工时通过液氮泵车将氮气打入高压管汇与压裂液混合进入井内，通过泵车的高压泵和蒸发器在地面就已形成了泡沫；因而液柱压力低，造成对井底的回压低，同时泡沫的摩阻高，导致地面施工压力高，为有效地降低管柱摩阻，煤层压裂通常采用光套管注入方式。泡沫压裂施工有3种施工控制技术：恒定内相、恒定泡沫质量和恒定井底总排量。泡沫液加入支撑剂后，泡沫液中外相仍为液相，内相变为支撑剂和气相，从施工操作方便考虑，采用恒定内相和恒定泡沫质量的控制方式，在操作上较为困难，氮气泵车挡位的排量变化难以达到设计要求的变化值，因此采用恒定井底总排量方式进行施工。

氮气在压裂液返排时可产生巨大的能量，为了保证压后能及时开井排液，压裂施工前应将排液工作充分准备好。在放喷流程上有比较明确的要求。压后及时开井排液，在压裂完成后控制流量进行放喷，利用2条管线轮流连续放喷，放喷初期控制放喷流量为20～60L/min，待井口压力降低、裂缝闭合后逐渐增大放喷流量，放喷时要随时观测井口压力和排出液体的含砂情况；压裂液借助氮气能量返排，完成整个压裂过程；压裂改造完成后，下入数控往复式潜油电泵至水平段，控制液面排水逐步降压解吸采气。

本发明返排效果好。表现在两个方面：1、由于泡沫密度低，井筒液柱压力低，对储层产生的回压也大大降低，有利于压裂液排出井筒；2、流动过程中泡沫里气体发生膨胀，会产生一定能量，加速压裂液的返排。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种煤层气水平井氮气泡沫压裂开采技术，其特征在于：该技术步骤如下：煤层气水平井采用三开完井，水平段固井，即：水平井眼的一开钻表层，并下表层套管封固地表易漏地层；二开钻至煤层，下入套管封固煤层段以上地层；三开钻水平井眼，套管固井；在进行氮气泡沫压裂时，由两组设备组合进行，一组负责泵注压裂液和支撑剂，另一组泵注氮气，在井口前端的高压管线汇合，通过压裂井口进入井筒；地面氮气以液态存储在罐内，压裂施工时通过液氮泵车将氮气打入高压管汇与压裂液混合进入井内，通过泵车的高压泵和蒸发器在地面就已形成了泡沫；在压裂完成后控制流量进行放喷，利用2条管线轮流连续放喷，放喷初期控制放喷流量为20～60L/min，待井口压力降低、裂缝闭合后逐渐增大放喷流量，放喷时要随时观测井口压力和排出液体的含砂情况；压裂液借助氮气能量返排，完成整个压裂过程；压裂改造完成后，下入数控往复式潜油电泵至水平段，控制液面排水逐步降压解吸采气。