煤层气井压裂工艺技术对比分析

由于煤层裂隙系统连通性差,渗透率低,需要通过压裂技术改造煤层气储集层来实现增产。以晋煤集团煤层气井4类压裂技术为主要研究对象,分析水力压裂、氮气震动压裂、高能气体压裂和等离子脉冲压裂技术的优缺点,并对比各类压裂技术的改造效果,以期对压裂施工工艺的选择和压裂工艺研究方向的确定具有指导作用。研究表明,活性水压裂是煤层气井压裂增产的主要手段,但在松软低渗及深部煤层气藏改造效果方面有待继续突破;胶液和清洁压裂液压裂对不同煤层气藏的适应性有待进一步研究,同时需要降低成本,提高其性价比;氮气震动压裂目前仍处于试验研究阶段,需要继续研究压裂机理及工艺的适应性;高能气体压裂在深部煤层气藏及薄煤层气藏中的解堵增产效果不明显,还未实现工艺上的突破;等离子脉冲压裂在煤层气藏中应用于老井解堵,具有良好的效果和推广价值。      

压裂井建造技术在铁法煤田的应用

论文基于铁法煤田煤层的赋存特点,较详细地阐述了压裂改造技术,包括完井、地层改造、压裂后的排采试验等技术.该技术在铁法煤田现场应用于8口井,取得了显著的经济效益、社会效益和环境效益.在铁法煤田有很大的发展前景.     

寺河矿地面水力压裂裂缝扩展井地联合微震监测技术

为了评价寺河矿地面水力压裂的效果,采用井地联合微震监测技术,对压裂过程中裂缝的扩展进行了监测。监测结果表明:压裂产生的微震事件以压裂井为中心,呈均匀分散分布,没有明显的主方向;微震定位的高差约10 m,主要集中在煤层高度位置,采用井地联合监测,可提高和保证在高度方向上的定位精度,减小定位误差。     

煤层水力压裂基础参数研究

煤矿高瓦斯低透气性煤层使得瓦斯抽放困难,抽放效率较低。针对此类煤层进行水力压裂来提高瓦斯抽放效率,具有非常重要的意义。采用数值模拟的方式模拟了不同水力压裂压力下压裂渗透半径等基础参数,并通过现场试验进行了验证。模拟结果表明,水压为15 MPa时,其渗透半径为6~7 m。在现场试验中,其渗透半径为6~8 m,模拟试验能够大致给出压力范围及渗透半径。     

煤层压裂改造配套工艺技术

本文提出了适宜煤层压裂改造的配套工艺技术,包括完井、压裂设计、压裂液研制、支撑剂优选、压裂施工、裂缝监测、压裂效果评价等技术。该技术完整、成熟、先进,居国内领先水平,现场应用15口井33层煤,效果良好,可推广应用。     

连续油管在带底封压裂施工中强度校核方法

连续油管带底封逐层喷砂射孔逐层压裂占用井场的时间短,施工后的井筒是一个全通径的井筒,便于作业井后期的修井作业,但若对连续油管在带底封压裂过程中的受力状况及强度校核方法认识不足,可能导致油管失效,工具串落井。通过分析连续油管在带底封压裂过程中的受力状况并校核其强度,得出连续油管在合川构造2次底封压裂施工中破坏的原因为封隔器下部流体压力对连续油管产生的过高的轴向力引起压曲破坏。根据这一方法可预先评估连续油管在施工过程的安全风险,并选择合适外径及壁厚的连续油管。     

页岩气开采压裂液技术进展

页岩气是一种分布广泛且储量丰富的非常规能源,但由于其储层具有孔隙度小及渗透率低等特性,一直以来页岩气未得到大规模开采。直到近20年,页岩气开采技术才得到飞速发展,这主要得益于水力压裂技术的进步。压裂液是水力压裂的重要组成部分,其性能的优劣直接影响水力压裂施工的成败。通过调研国内外文献,结合国内外压裂液技术的发展历程,分析了页岩气开采中几种常用压裂液的优点、适应性及存在的问题,综述了两类新型的无水压裂技术。结合我国页岩气储层的特殊性及压裂技术发展的现状,提出了适于我国页岩气开采的压裂液技术发展的建议,并特别强调了在页岩气开发初期重视环保的重要性。     

增强型地热系统储层建造及其评价

干热岩是指埋深3～10 km范围内的低渗透性高温岩体,其热能开发利用技术称为增强型地热系统。水力压裂是增强型地热系统储层建造的主要手段。综述国内外水力压裂的相关文献,介绍了水力压裂的基本步骤、常见监测手段和压裂效果评价方法以及面临的主要技术问题,总结未来增强型地热系统储层建造技术的重点发展方向,即克服水流损失和短路循环、实时监测储层压裂参数、精确测量储层激发体积和热交换面积以及科学评价储层压裂效果等,以期为中国今后的增强型地热系统工程试验和相关研究提供参考和借鉴。     

水平井压裂工艺技术的发展现状

随着水平井开发力度的加大,适用范围的逐步扩大,会遇到一些新的难题。尤其是近年来水平井技术在世界上发展迅猛,出现了水平井开发的新技术和新方法,需要我们借鉴和探讨。首先简要介绍了水平井压裂原理、压裂设计;并着重从多裂缝同时压裂技术、分段压裂及分段压裂所对应的隔离技术和水力喷射压裂新技术着手,对水平井压裂工艺技术进行了系统的介绍。     

煤层多点控制水力压裂机理及应用研究

采用理论分析和数值模拟的方法,研究了多点控制水力压裂增透消突的机理,研究发现:控制孔对压裂孔的起裂与扩展具有导向和卸压作用,可以有效控制裂隙发展方向,降低对水力压裂注水泵的设备要求,最后在鹤煤六矿2143下顺槽掘进工作面和2143集中巷进行了现场压裂应用,抽采效果得到明显提高。     

基于动压巷道围岩控制的临空侧顶板压裂释能参数确定

为解决煤矿动压巷道围岩控制问题,针对斜沟煤矿18106工作面地质及生产技术条件,分析了强动压巷道的显现特征与影响因素,建立了临空顶板悬臂梁力学模型,得出了临空顶板积聚弯曲弹性能与煤柱峰值应力关系式,结果表明:悬顶积聚能量与煤柱应力随着坚硬顶板的厚度与抗拉强度的增大而增大,随着坚硬顶板弹性模量的增大而减小;分析了顶板压裂...     

煤矿井下定向钻孔水力压裂岩层控制技术及应用

水力压裂技术在煤矿坚硬、完整顶板岩层弱化及高应力巷道卸压方面得到越来越广泛的应用。以陕西曹家滩煤矿特厚煤层综放开采工作面、特厚稳定顶板岩层为工程背景，开展了顶板岩层地质力学测试、可压性试验，水力裂缝扩展理论分析及三维数值模拟，提出井下工作面定向钻孔区域水力压裂顶板层位、压裂钻孔布置与参数确定方法及压裂工艺。在井下进行了工业性试验和系统的地面微震实时监测，获得了顶板水力压裂裂缝空间展布特征。同时，进行了液压支架工作阻力，工作面周期来压步距及持续距离，来压动载系数及顶板岩层破断能量监测与分析，综合评价了水力压裂效果。初步建立了集压裂层位确定与参数设计，井下定向钻孔压裂工艺与装备，水力裂缝空间展布监测与压裂效果综合评价为一体的煤矿井下定向钻孔水力压裂成套技术。井下试验结果表明：在曹家滩煤矿井下地应力状态下（最小主应力为垂直应力），水力裂缝以水平裂缝为主，沿钻孔两侧扩展平均距离为80 m左右，有效弱化了工作面范围内上覆坚硬、完整顶板，实现了区域顶板改造。压裂区域工作面强矿压显现显著减弱，确保了工作面安全生产。最后，分析了水力压裂存在的问题，展望了技术发展方向。     

煤矿地面水力压裂理论研究及应用

利用弹性力学原理,建立了水力压裂力学模型,给出了起裂压力理论计算公式。从压裂后压裂液的滤失速度出发,推导出了压裂半径理论计算公式,提出了新的压裂工艺技术,给出了压裂参数。试验结果表明:压裂孔后平均抽采量较原始孔提高了33.14倍,平均浓度较原始孔提高了44.28%,说明压裂后的增透效果较为显著。     

煤层压裂中微裂缝支撑作用的研究

由于煤层自身物理特性，在煤层水力加砂压裂中将产生众多的微裂缝，选择合适粒径的支撑砂充填并支撑微裂缝，即可以达到降滤的目的，又能促进裂缝压降的传导，对提高压裂增产效果有积极意义。本文就此观点进行了论述，并对压裂工程提出了合理建议。     

水力压裂技术在高产高效矿井瓦斯治理中的应用

为研究布尔台煤矿回采作业面瓦斯涌出的综合治理对策,根据定向水力压裂的技术原理,以42201回采工作面为工程研究对象,确定了工作面坚硬顶板水力压裂装备,主要包括管路系统、辅助系统、压裂系统。并对水力压裂装备进行了现场测试,实验结果显示:顶板定向水力压裂技术,可有效削弱煤矿的难冒落坚硬顶板,并减小来压强度,提升采空区的瓦斯抽采效能,其42201作业面的最大来压强度也从59.1MPa减小至48.0MPa,上隅角瓦斯抽采量占总的瓦斯涌出量的62.65%~69.16%。     

煤储层水力压裂技术新进展

概述了煤储层的物性特点,增透改造的发展历程,裂缝起裂、扩展、延伸等研究进展;介绍了国内外压裂装备现状,列举了国内主要产品;分析了重复、多层、薄层、通道、水力喷射逐层、体积压裂等新技术的特点;阐述了压裂液污染环境的形式。建议发展环保、区域化水力压裂技术,装备朝着国产化、自主创新型发展,争取使用清洁、环保型压裂液。     

游仙山煤矿工作面端头悬顶水力压裂技术及应用

针对游仙山煤矿顶板较坚硬,工作面端头悬顶难以垮落的问题,提出采用水力压裂技术对坚硬悬顶进行预裂切顶,保证工作面上下隅角及时垮落。研究表明：该技术通过对工作面端头坚硬顶板进行定向分段水力压裂,使悬顶岩层内裂隙发育程度增加,在工作面采动应力的作用下能够及时垮落。井下试验及矿压分析结果表明,采用该水力压裂技术后,工作面端头悬顶面积均保持在5 m²以下;另外,工作面端头的矿压显现也明显缓和,端头支架的工作阻力最大降低了26.6%,周期来压步距平均降低了28.4%,取得了良好的应用效果。     

顶煤压裂损伤参数研究

根据材料损伤本构关系,用大煤样三维压裂实验和现场顶煤变形观测,求得损伤变量、损伤系数,煤体常数与煤体压裂强度的关系,以及损伤变量随工作面推进的变化关系,实验所得损伤参数变化规律可信,损伤变量D随工作面的推进呈指数函数变化,这一规律对预测支承压力分布和顶煤冒放特性有重要意义。