1、煤层气储层改造（多级多段压裂）新技术研究与进展,中国石油勘探开发研究院非常规所二零一七年十月,目 录,一、中国煤层气井压裂现状二、中国煤层气井压裂技术研究进展三、煤层气井多层多级改造技术措施四、几种新型的煤层气压裂工艺,一、中国煤层气井压裂现状,使用了活性水、清洁压裂液、冻胶三种压裂液体系，其中活性水为主,目 录,一、中国煤层气井压裂现状二、中国煤层气井压裂技术研究进展三、煤层气井多层多级改造技术措施四、几种新型的煤层气压裂工艺,1、压裂液优选技术,不同类型压裂液对煤层的伤害试验,二、中国煤层气井压裂技术研究进展,通过压裂液设计优选，可将储层伤害降低60%以上,粉砂降滤,2、降滤失技术,晋试7
2、井一、二次压裂采用活性水压裂，由于滤失大，施工曲线剧烈波动，均未成功,三次压裂采用冻胶压裂，一次成功，日产气大于3000m3,高粘液体降滤降滤,变排量降滤,通过降滤措施，压裂成功率可达95%以上,3、支撑剂段塞技术,一个区块选1-2口井在前置液阶段段塞前后做降排量测试，确定近井摩阻的大小和段塞对摩阻的消除效果，以评价该技术对煤层的适应程度和效果，确定段塞的体积和支撑剂浓度。,4、支撑剂粒径组合技术,采用组合支撑剂技术，在对裂缝导流能力降低不大的前提下，有效提高支撑剂运移距离，提高有效支撑缝长度。,内环监测0-50m,外环监测50-90m,5.大地电位裂缝监测技术,一种利用地面局部电场变化监测压
3、裂裂缝的技术适用条件：各类井压裂裂缝监测、注水效果评价特点：经济、实用、不影响地面环境不足：只能测动态缝长及方向,中国的裂缝监测技术还有：微地震，同位素示踪、微形变测量、井温测量等,目 录,一、中国煤层气井压裂现状二、中国煤层气井压裂技术研究进展三、煤层气井多层多级改造技术措施四、几种新型的煤层气压裂工艺,三、煤层气井多层多级改造技术措施,1、填砂和桥塞分层压裂,适用条件：目的煤层3层以内，且两邻层之间需有足够间隔距离（30m）优点：安全，易于实施，封隔效率高，可以采用空井筒进液，排量大，摩阻小；难点：反复作业，施工周期长,桥塞分层,填砂分层,在有两套主力煤层的地区，这种分层方式使用率达到95
4、%以上，常与投球方式结合，可以实现多套薄煤层的压裂。中国已研制出可溶性桥塞，即将在煤层气使用,应用效果：沁水、鄂东气田广泛应用，99%以上一次完成压裂施工,适用条件：层数多（3层以上），厚度小（小于3m），单层之间跨度大（大于5m），一次压裂跨度不大于30m，难点：难以控制要压开的层位，效率较低。,2、投球分压,珲春煤田BLCX-1005井压裂分层示意图,投球分压示意图,压裂尼龙橡胶球,应用效果：该项工艺与桥塞及填砂分层及结合使用，是目前我国煤层气使用率最高的压裂工艺,适用条件：油管压裂、高粘液体压裂 难点：砂堵后处理困难；,Ws5-5井预计的施工压力超过套管承压，采用油管带封隔器压裂,封隔器
5、压裂,3、封隔器分层压裂,应用情况：尽管利用封隔器压裂在常规油气中已相当成熟，但在煤层气井多数还是使用在一些特殊情况下,4、连续油管拖动压裂,该项工艺对于煤层气仍在试验中，仅西南能矿天然气能投公司“大2井试验了“喷砂射孔连续油管底封拖动分层压裂技术”，科瑞公司在新疆也完成了一口井试验，具体情况不详,井身结构图,中国第一口煤层气井水平井分段改造，套管射孔完井+速钻桥塞，分9段压裂,5、煤层气水平井分段压裂,目 录,一、中国煤层气井压裂现状二、中国煤层气井压裂技术研究进展三、煤层气井多层多级改造技术措施四、几种新型的煤层气压裂工艺,1、氮气泡沫压裂,四、几种新型的煤层气压裂工艺,泡沫显微照片,在地
6、质情况基本相同的条件下，通过对周围井的产量对比分析发现，氮气泡沫压裂井的增产效果非常显著；,2、CO2增能压裂,这是一种固化裂缝形态，防止支撑剂和煤粉运移的措施。,亚美大陆公司MBS28-1 15#,MBS25-7,3、砂楔（Sand-Wedge）压裂,加入砂楔,未加入砂楔,亚美油气公司在山西马必区块实施20多井平均产量提高20-30%，其中MBS01井（3井12层）曾一度达到1万方/天，后基本稳产在4000方/天左右。,实验表明，加有砂楔的支撑剂渗透效果将比以往提高20%到30%，在实际压裂过程中，导流能力有可能提高100%-200%。,4、水力喷射造穴复合压裂工艺,适用范围：煤层段固井水泥
7、环厚度过大者（超过1m），适用于套管井、多层；难点：易沉砂或砂堵；,套管直斜井水力喷射造穴复合压裂示意图,造穴返出的煤浆和煤粉,效果：沁水地区实施16口，有效井9口，有效率56%，单井平均增量320方,埋深图,320方,5.间接压裂,适用条件：煤层本体破碎，但顶底板完整；难点：受应力剖面影响，控制缝高难度大；,煤层射孔(高压导致煤层压实，渗透率永久伤害),煤层与脆性界面射孔(延长裂缝长度，增加导流能力),应用效果：在山西构造煤发育地区实施顶板压裂井9口，有效井7口，有效率78%，单井平均增量440方,440方,单井增量柱状图,3600方,顶板压裂井综合生产曲线,1000方,200-1000方,
8、200方,措施井分类分布图,适用条件：由于低渗或渗透率通道堵塞井难点：预期效果及经济性效果：如某区块共实施重复压裂井200口，其中一类、二类井135口，三类井65口，见效井162口，增产效果见下表,6、重复压裂,郑4-150：解吸压力3.5MPa，初期快速降液，平均日降液幅度40米/天，2014年5月实施中规模二次压裂，日增气量1300方,郑3-113井：解吸压力3.8MPa，初期放气较快，最高放至2000方，2013年10月实施中规模二次压裂，日增气量1500方,小结：1、中国石油形成了以活性水为主压裂体系；实现了“安全、高效、低成本”现场施工作业；2、针对不同煤层特点，研发了氮气泡沫压裂、CO2压裂、水力喷射造穴压裂、砂楔压裂、间接压裂等技术系列；3、形成了以填砂、投球为主，单封隔器为辅的分层压裂技术，研究探索了多封隔器+滑套、连续油管水力喷射分层等技术。建议：进一步加强双方在煤层气储层改造领域的技术交流与研讨，探讨开展技术研发与服务的可能性。,谢谢！,
