煤層氣井水力壓裂技術(shù)

1、煤層氣井水力壓裂技術(shù)煤層氣井水力壓裂技術(shù) 內(nèi) 容一、煤層特征及壓裂的特點(diǎn)二、煤層水力壓裂工藝技術(shù) 1 1、施工參數(shù)、施工參數(shù) 2 2、壓裂材料、壓裂材料 3 3、裂縫診斷、裂縫診斷 4 4、壓后管理、壓后管理三、影響煤層壓裂效果的因素一、煤層特征及壓裂的特點(diǎn)煤煤 巖巖砂砂 巖巖面割理面割理端割理端割理孔隙孔隙微微孔孔隙隙吸吸附附儲儲氣氣油油氣氣儲儲存存空空間間1、煤巖的結(jié)構(gòu)煤層氣儲存方式一、煤層特征及壓裂的特點(diǎn)2、煤巖特性-煤層有較低的楊氏模量和高的波松比煤層有較低的楊氏模量和高的波松比一、煤層特征及壓裂的特點(diǎn)楊氏模量低楊氏模量低：煤巖的楊氏模量在：煤巖的楊氏模量在113511358800MP

2、a8800MPa之間，為常規(guī)之間，為常規(guī) 砂巖的砂巖的1/51/51/101/10；動態(tài)楊氏模量約為靜態(tài)楊氏模；動態(tài)楊氏模量約為靜態(tài)楊氏模 量的量的 2 2倍左右。倍左右。巖石強(qiáng)度低巖石強(qiáng)度低：抗壓強(qiáng)度：抗壓強(qiáng)度19.519.5119MPa119MPa，大部分，大部分404060MPa60MPa，抗，抗 張強(qiáng)度張強(qiáng)度0.060.062.34MPa2.34MPa，明顯低于砂巖強(qiáng)度；，明顯低于砂巖強(qiáng)度；泊泊 松松 比比 高高：泊松比在：泊松比在0.180.180.420.42之間，平均為之間，平均為0.330.33，高于砂巖；，高于砂巖；壓縮系數(shù)大壓縮系數(shù)大：體積壓縮系數(shù)：體積壓縮系數(shù)1.801.

3、801010-4 -4 2022021010-3-3MPaMPa，孔隙，孔隙 壓縮系數(shù)為壓縮系數(shù)為0.12-0.960.12-0.96； 煤巖力學(xué)特征參數(shù)一、煤層特征及壓裂的特點(diǎn) 煤巖的力學(xué)性質(zhì)與煤階有較大的關(guān)系，一般來說，煤巖的力學(xué)性質(zhì)與煤階有較大的關(guān)系，一般來說，隨煤階的增高，楊氏模量增加，彈性明顯。低煤階在埋隨煤階的增高，楊氏模量增加，彈性明顯。低煤階在埋藏較深的條件下顯出有較大的彈性特征，而埋深淺的則藏較深的條件下顯出有較大的彈性特征，而埋深淺的則塑性明顯。塑性明顯。 測試結(jié)果表明：煤巖煤階和埋藏深度是使楊氏模量測試結(jié)果表明：煤巖煤階和埋藏深度是使楊氏模量增加的主要原因，體現(xiàn)了煤層內(nèi)部

4、結(jié)構(gòu)的變化和壓縮性。增加的主要原因，體現(xiàn)了煤層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化和壓縮性。 3、煤巖力學(xué)特征一、煤層特征及壓裂的特點(diǎn) 4、容易形成較寬的裂縫 在水力壓裂的數(shù)學(xué)模型中，介質(zhì)材料在外力作用下形成裂在水力壓裂的數(shù)學(xué)模型中，介質(zhì)材料在外力作用下形成裂縫的寬度與楊氏模量成反比，即縫的寬度與楊氏模量成反比，即WWF F=f(1/E)=f(1/E)。由于煤巖楊氏模。由于煤巖楊氏模量要比普通砂巖低（一般量要比普通砂巖低（一般3-103-10倍倍），因此煤層壓裂裂縫寬度在），因此煤層壓裂裂縫寬度在10mm10mm左右甚至更寬。左右甚至更寬。一、煤層特征及壓裂的特點(diǎn)5、裂縫可能很復(fù)雜一、煤層特征及壓裂的特點(diǎn)6、近井地

5、帶更容易發(fā)生復(fù)雜裂縫一、煤層特征及壓裂的特點(diǎn)煤層壓裂施工井深與破壓梯度的關(guān)系圖煤層壓裂施工井深與破壓梯度的關(guān)系圖y = 18.732xy = 18.732x-0.4143-0.414300.511.522.533.5050010001500井深（m ）破壓梯度（p s i / f t）7、 裂縫形狀與煤層埋深關(guān)系 煤層埋藏越淺其裂隙擴(kuò)展受應(yīng)力影響越??！一、煤層特征及壓裂的特點(diǎn)8、較大的動態(tài)濾失一、煤層特征及壓裂的特點(diǎn)9、要求加大施工規(guī)模一、煤層特征及壓裂的特點(diǎn) 與美國的大部分煤層氣開發(fā)地區(qū)相比，與美國的大部分煤層氣開發(fā)地區(qū)相比， 我國含煤地區(qū)煤層原始我國含煤地區(qū)煤層原始滲透率處于較低的范圍，因

6、此增產(chǎn)措施是提高單井產(chǎn)量的主要手段。滲透率處于較低的范圍，因此增產(chǎn)措施是提高單井產(chǎn)量的主要手段。 加大規(guī)模（排量，砂量，液量等）的目的針對滿足煤加大規(guī)模（排量，砂量，液量等）的目的針對滿足煤層低滲，復(fù)雜的水力裂縫和較大的液體濾失特點(diǎn)。層低滲，復(fù)雜的水力裂縫和較大的液體濾失特點(diǎn)。 施工排量：施工排量：4.56 m4.56 m3 3/min/min（凍膠）（凍膠） 510 m510 m3 3/min/min（水）（水） 加砂強(qiáng)度：加砂強(qiáng)度：5-9 m5-9 m3 3/m/m10、支撐劑嵌入影響裂縫導(dǎo)流能力一、煤層特征及壓裂的特點(diǎn)11、煤層對壓裂液的吸附性污染一、煤層特征及壓裂的特點(diǎn)12、煤粉的影響

7、 煤粉是煤巖在受到外力作用時(shí)從表面脫落下來的微小煤粉是煤巖在受到外力作用時(shí)從表面脫落下來的微小顆粒，由于比重較輕，多在壓裂液的沖刷下顆粒，由于比重較輕，多在壓裂液的沖刷下“走走”在裂縫在裂縫端部形成局部（或短時(shí)間）堵塞，是裂縫內(nèi)壓力瞬間增加端部形成局部（或短時(shí)間）堵塞，是裂縫內(nèi)壓力瞬間增加迫使裂縫迫使裂縫“改道改道”。同時(shí)裂縫堵塞可使裂縫靜壓力（或地。同時(shí)裂縫堵塞可使裂縫靜壓力（或地面泵壓）增加。面泵壓）增加。一、煤層特征及壓裂的特點(diǎn)13、煤層壓裂壓力高二、煤層特征及壓裂的特點(diǎn)14、煤層的非均質(zhì)性 二、煤層特征及壓裂的特點(diǎn) 煤層的非均質(zhì)反映在縱向和橫向上。煤層的非均質(zhì)反映在縱向和橫向上。 縱向

8、上主要是煤層在沉積演化的過程中及受地質(zhì)構(gòu)縱向上主要是煤層在沉積演化的過程中及受地質(zhì)構(gòu)造的影響造成煤質(zhì)、含氣量、割理發(fā)育程度等方面的差造的影響造成煤質(zhì)、含氣量、割理發(fā)育程度等方面的差異。異。 橫向上的非均質(zhì)主要在平面上由于構(gòu)造影響反映出橫向上的非均質(zhì)主要在平面上由于構(gòu)造影響反映出裂隙的發(fā)育程度、壓力、含水、游離氣的不同，進(jìn)而顯裂隙的發(fā)育程度、壓力、含水、游離氣的不同，進(jìn)而顯示相鄰井的出氣產(chǎn)水有較大的區(qū)別。示相鄰井的出氣產(chǎn)水有較大的區(qū)別。15、降低施工成本二、煤層壓裂的特點(diǎn) 煤層氣井產(chǎn)量低是目前國內(nèi)已開發(fā)氣田的普遍規(guī)律和煤層氣井產(chǎn)量低是目前國內(nèi)已開發(fā)氣田的普遍規(guī)律和特點(diǎn)，因此在降低壓裂施工費(fèi)用上考

9、慮的問題有：特點(diǎn)，因此在降低壓裂施工費(fèi)用上考慮的問題有： （1） 設(shè)備費(fèi)用 設(shè)備：立式砂罐，軟體液罐設(shè)備：立式砂罐，軟體液罐 （2）材料費(fèi)用 壓裂液：減少添加劑種類和用量壓裂液：減少添加劑種類和用量 支撐劑：滿足低閉合應(yīng)力的要求支撐劑：滿足低閉合應(yīng)力的要求 （3）優(yōu)選測試手段（在需要的時(shí)候）（在需要的時(shí)候） （4）集中施工（條件具備）（條件具備）二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)1、施工參數(shù)-排量 煤層氣井的施工排量煤層氣井的施工排量 確定由確定由階梯注入階梯注入的方法確定的方法確定并結(jié)合一下方面：并結(jié)合一下方面： （1 1）注入方式）注入方式 （油管，套管，環(huán)空，油套，井下工具

10、油管，套管，環(huán)空，油套，井下工具） （2 2）煤階及煤層地質(zhì)（）煤階及煤層地質(zhì)（滲透率滲透率） （3 3）煤層厚度）煤層厚度 （厚煤層容易形成復(fù)雜裂縫厚煤層容易形成復(fù)雜裂縫） （4 4）設(shè)備能力與地面環(huán)境）設(shè)備能力與地面環(huán)境 （5 5）實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)（可結(jié)合理論模擬，）實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)（可結(jié)合理論模擬，W W f(Q)）A.利用測試壓裂求出液體效率利用測試壓裂求出液體效率B.利用下圖查出前置液百分比并計(jì)算前置液量利用下圖查出前置液百分比并計(jì)算前置液量 1、施工參數(shù)-前置液量前置液量二、煤層水力壓裂工藝技術(shù) 影響前置液量的確定的因素很多，煤層多裂縫發(fā)育、裂影響前置液量的確定的因素很多，煤層多裂縫發(fā)育、裂縫上下

11、延伸和動態(tài)濾失是主要因素。因此，該量的確定要結(jié)合縫上下延伸和動態(tài)濾失是主要因素。因此，該量的確定要結(jié)合煤層地質(zhì)特征、利用的計(jì)算軟件并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際施工效果，是煤層地質(zhì)特征、利用的計(jì)算軟件并結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際施工效果，是一理論和實(shí)踐相結(jié)合的產(chǎn)物。一理論和實(shí)踐相結(jié)合的產(chǎn)物。1、施工參數(shù)-攜砂液量和頂替液量 （1 1）攜砂液量攜砂液量在在砂量（有時(shí)地質(zhì)要求）確定后根據(jù)平均砂量（有時(shí)地質(zhì)要求）確定后根據(jù)平均砂比計(jì)算?；蛘呓o定改造范圍砂比計(jì)算?；蛘呓o定改造范圍, , 通過軟件模擬計(jì)算得出。通過軟件模擬計(jì)算得出。 （2 2）頂替液量頂替液量根據(jù)進(jìn)液管柱結(jié)構(gòu)考慮地面管線后計(jì)算得根據(jù)進(jìn)液管柱結(jié)構(gòu)考慮地面管線后計(jì)算得出

12、。出。 （注：注：上述內(nèi)容與普通油氣田水力壓裂基本相同，同時(shí)應(yīng)上述內(nèi)容與普通油氣田水力壓裂基本相同，同時(shí)應(yīng)該指出，合理的該指出，合理的加砂程序加砂程序非常重要，也是施工成功的關(guān)鍵）非常重要，也是施工成功的關(guān)鍵）二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)1、施工參數(shù)-加砂量和砂比確定加砂量和砂比確定 （1 1）地質(zhì)設(shè)計(jì)提出砂量要求（具有經(jīng)驗(yàn)性和指令性）。）地質(zhì)設(shè)計(jì)提出砂量要求（具有經(jīng)驗(yàn)性和指令性）。 對于對于探井探井應(yīng)以盡量提高加砂量為原則，以充分發(fā)揮應(yīng)以盡量提高加砂量為原則，以充分發(fā)揮 壓裂改造的作用。壓裂改造的作用。 （2 2）完全通過地質(zhì)、井網(wǎng)結(jié)構(gòu)，裂縫方位，液體性質(zhì)）完全通過地質(zhì)、井網(wǎng)結(jié)構(gòu)，裂縫方位，液體

13、性質(zhì) 及設(shè)備狀況等利用軟件計(jì)算得出。適用于及設(shè)備狀況等利用軟件計(jì)算得出。適用于生產(chǎn)井生產(chǎn)井 或已形成或已形成井組井組的井。一旦形成規(guī)律模式即可簡化的井。一旦形成規(guī)律模式即可簡化 這種計(jì)算這種計(jì)算. . （3 3）平均砂比與使用液體性能有關(guān)，對于目前高煤階）平均砂比與使用液體性能有關(guān)，對于目前高煤階 煤層的壓裂施工煤層的壓裂施工, ,水的砂比水的砂比13-15%13-15%，凍膠，凍膠25%25%。二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)A A、據(jù)了解，目前暫無針對煤層壓裂的專用裂縫模擬軟件。、據(jù)了解，目前暫無針對煤層壓裂的專用裂縫模擬軟件。B B、正確客觀評價(jià)軟件的作用。、正確客觀評價(jià)軟件的作用。是一個(gè)重要的

14、參考依據(jù)。是一個(gè)重要的參考依據(jù)。C C、軟件操作和計(jì)算結(jié)果的、軟件操作和計(jì)算結(jié)果的參考價(jià)值參考價(jià)值來源于：來源于： 輸入?yún)?shù)的準(zhǔn)確性輸入?yún)?shù)的準(zhǔn)確性 扎實(shí)的專業(yè)知識扎實(shí)的專業(yè)知識 豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn) 對軟件使用的認(rèn)識二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)2、壓裂材料 壓裂施工中直接與煤層接觸的就是壓裂施工中直接與煤層接觸的就是壓裂液和支撐劑壓裂液和支撐劑，而更廣泛的是壓裂液。而更廣泛的是壓裂液。 如果液體進(jìn)入對煤層裂縫造成傷害（吸附性傷害和堵如果液體進(jìn)入對煤層裂縫造成傷害（吸附性傷害和堵塞性傷害），將使得裂縫導(dǎo)流能力降低，不但影響煤層排塞性傷害），將使得裂縫導(dǎo)流能力降低，不

15、但影響煤層排水降壓，還會影響煤層吸附氣的解吸。水降壓，還會影響煤層吸附氣的解吸。 支撐劑是保證裂縫有較長期限的導(dǎo)流能力的固體顆粒，支撐劑是保證裂縫有較長期限的導(dǎo)流能力的固體顆粒，由于煤層的特殊性，支撐劑同樣需要優(yōu)選。由于煤層的特殊性，支撐劑同樣需要優(yōu)選。 因此，壓裂材料的優(yōu)化在煤層壓裂技術(shù)中占有非常重要的位置。2、壓裂材料-壓裂液 概念：施工中進(jìn)入地層的液體統(tǒng)稱壓裂液，一般分為施工中進(jìn)入地層的液體統(tǒng)稱壓裂液，一般分為前置前置液，液，攜砂液，攜砂液，頂替液。頂替液。二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)煤層壓裂液體的種類：煤層壓裂液體的種類： 清水壓裂液清水壓裂液（河（井）水，煤層排出

16、水河（井）水，煤層排出水） 活性水壓裂液活性水壓裂液（加活性劑加活性劑） 凍膠（凝膠）壓裂液凍膠（凝膠）壓裂液 線性膠壓裂液線性膠壓裂液（未加交聯(lián)劑未加交聯(lián)劑） 泡沫（泡沫（N N2 2、COCO2 2）壓裂液）壓裂液 CO CO2 2壓裂液壓裂液 清潔壓裂液清潔壓裂液2、壓裂材料-壓裂液 液體類型的優(yōu)缺點(diǎn)液體類型的優(yōu)缺點(diǎn)二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)2、壓裂材料-壓裂液二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)2、壓裂材料-壓裂液 液體評價(jià)實(shí)驗(yàn)液體評價(jià)實(shí)驗(yàn)煤巖成分、煤巖成分、表面性質(zhì)，表面性質(zhì)，溫度壓力，溫度壓力，地下和地面地下和地面水礦化度、水礦化度、 水型及離子水型及離子含量等含量等二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)煤層

17、傷害評價(jià)：煤層傷害評價(jià)：2、壓裂材料-壓裂液 煤層液體使用材料及液體綜合評價(jià)： 配置煤層壓裂液體的材料評價(jià)和液體配方整體評配置煤層壓裂液體的材料評價(jià)和液體配方整體評價(jià)與常規(guī)油氣田標(biāo)準(zhǔn)和程序相同，而且目前也沒有針價(jià)與常規(guī)油氣田標(biāo)準(zhǔn)和程序相同，而且目前也沒有針對煤層使用的專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。這里不再敘述。對煤層使用的專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。這里不再敘述。 啟示啟示1 1、一個(gè)新區(qū)或煤階不同的煤階煤層，一個(gè)新區(qū)或煤階不同的煤階煤層，甚至包括埋深或沉積時(shí)代的差別都會對煤層特征甚至包括埋深或沉積時(shí)代的差別都會對煤層特征造成影響。采取壓裂時(shí)液體材料選擇一定要經(jīng)過造成影響。采取壓裂時(shí)液體材料選擇一定要經(jīng)過室內(nèi)評價(jià)優(yōu)化后使用。室內(nèi)評

18、價(jià)優(yōu)化后使用。 啟示啟示2 2、盡量少加或不加添加劑，特別是有盡量少加或不加添加劑，特別是有機(jī)物添加劑。以減少煤巖層表面的吸附性傷害。機(jī)物添加劑。以減少煤巖層表面的吸附性傷害。問題：現(xiàn)場使用什么類型的液體最好？問題：現(xiàn)場使用什么類型的液體最好？二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)2、壓裂材料-壓裂液壓裂液的使用 結(jié)合目前國內(nèi)使用情況，應(yīng)該加強(qiáng)結(jié)合目前國內(nèi)使用情況，應(yīng)該加強(qiáng)不同類型的液體實(shí)驗(yàn)，不同類型的液體實(shí)驗(yàn)，“因地制宜因地制宜”優(yōu)選優(yōu)選壓裂液。壓裂液。 目前煤層壓裂目前煤層壓裂液的使用中只能做液的使用中只能做到好中選優(yōu)。到好中選優(yōu)。 期望關(guān)于煤層期望關(guān)于煤層氣壓裂液標(biāo)準(zhǔn)的盡氣壓裂液標(biāo)準(zhǔn)的盡早出臺。早出臺

19、。二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)2、壓裂材料-壓裂液標(biāo)準(zhǔn)？液體的質(zhì)量控制二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)2、壓裂材料-壓裂液二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)2、壓裂材料-支撐劑根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提高砂濃度（砂比）有利于提高施工效果 由于煤巖的割理裂隙系統(tǒng)發(fā)育，楊氏模量低等特點(diǎn)，由于煤巖的割理裂隙系統(tǒng)發(fā)育，楊氏模量低等特點(diǎn)，容易形成復(fù)雜的多裂縫，長期以來人們采取多種方法來加容易形成復(fù)雜的多裂縫，長期以來人們采取多種方法來加強(qiáng)對水力裂縫的認(rèn)識，概括有以下幾種：強(qiáng)對水力裂縫的認(rèn)識，概括有以下幾種： 煤礦巷道挖掘，地層傾斜儀，井下微地震，地面電位，煤礦巷道挖掘，地層傾斜儀，井下微地震，地面電位，注入試井，示蹤劑測井，井溫測井注

20、入試井，示蹤劑測井，井溫測井等。等。 另外還有另外還有井下井下CTCT、施工壓力及壓降分析、施工壓力及壓降分析、地面微地震地面微地震等。等。壓裂裂縫的診斷對煤層水力壓裂工藝技術(shù)的提高是非壓裂裂縫的診斷對煤層水力壓裂工藝技術(shù)的提高是非常必要的。常必要的。3 3、裂縫診斷技術(shù)二、煤層水力壓裂工藝技術(shù) 煤礦巷道挖掘 顯然，這是一個(gè)最直接、最準(zhǔn)確反映裂縫性質(zhì)的方顯然，這是一個(gè)最直接、最準(zhǔn)確反映裂縫性質(zhì)的方法。但是這種方法可能因各種因素的制約而推廣受限。法。但是這種方法可能因各種因素的制約而推廣受限。 該方法要求在壓裂液和支撐劑中加入熒光劑或能明該方法要求在壓裂液和支撐劑中加入熒光劑或能明顯在地下觀察到

21、的物質(zhì)，在壓裂施工后較短時(shí)間內(nèi)，通顯在地下觀察到的物質(zhì)，在壓裂施工后較短時(shí)間內(nèi)，通過煤礦開挖的機(jī)會進(jìn)行煤層實(shí)地觀察描述。過煤礦開挖的機(jī)會進(jìn)行煤層實(shí)地觀察描述。3、裂縫診斷技術(shù)二、煤層水力壓裂工藝技術(shù) 據(jù)了解晉城寺河礦進(jìn)行了類似據(jù)了解晉城寺河礦進(jìn)行了類似的挖掘工作，初步證實(shí)裂縫為北東的挖掘工作，初步證實(shí)裂縫為北東方向，縫長方向，縫長50-7050-70米，寬度米，寬度80-10080-100毫米（井口處）。但目前未看到報(bào)毫米（井口處）。但目前未看到報(bào)道和資料。道和資料。國內(nèi)資料國內(nèi)資料 地點(diǎn)：湖南白沙里王廟。井深地點(diǎn)：湖南白沙里王廟。井深:164米，煤層厚度：米，煤層厚度：12米，壓裂液：清水，

22、米，壓裂液：清水，排量排量0.6-0.8方方/分，加砂量：分，加砂量：7.7方，累方，累計(jì)注液量：計(jì)注液量：108方，最高壓力方，最高壓力10MPa. 挖掘情況：煤層壓開三條縫，其中挖掘情況：煤層壓開三條縫，其中一條裂縫長度一條裂縫長度23米，寬度米，寬度2-7厘米，高厘米，高度度0.6-1.8米，稍向下延伸（下圖），另米，稍向下延伸（下圖），另外兩條對稱未進(jìn)行跟蹤觀察（上圖）。外兩條對稱未進(jìn)行跟蹤觀察（上圖）。 地面電位 地面電位測試方法是地面電位測試方法是利用煤層壓裂前后地層流利用煤層壓裂前后地層流體導(dǎo)電性能的差異來判斷體導(dǎo)電性能的差異來判斷裂縫延伸的方向和距離的，裂縫延伸的方向和距離的，

23、這是目前比較經(jīng)濟(jì)的測試這是目前比較經(jīng)濟(jì)的測試方法。方法。3、裂縫診斷技術(shù)二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)N NM MA AB BAc2c1c1c2從被測井注入的含鹽壓裂液導(dǎo)致裂縫方位電阻率明顯降低電流密度在此處加強(qiáng)接收機(jī)h發(fā)送機(jī) 井溫測井 利用井溫測井對煤層進(jìn)行煤層水力壓裂裂縫高度診斷最利用井溫測井對煤層進(jìn)行煤層水力壓裂裂縫高度診斷最好要有微差曲線。好要有微差曲線。 示蹤劑測井 該方法是利用放射物質(zhì)存在裂縫中通過測井方法判斷裂縫存在該方法是利用放射物質(zhì)存在裂縫中通過測井方法判斷裂縫存在位置。有些人認(rèn)為采用同位素示蹤測井方法能彌補(bǔ)由于井溫解釋不位置。有些人認(rèn)為采用同位素示蹤測井方法能彌補(bǔ)由于井溫解釋不明

24、確的缺陷，其實(shí)這種方法仍然存在一定缺點(diǎn)。關(guān)鍵的地方是我們明確的缺陷，其實(shí)這種方法仍然存在一定缺點(diǎn)。關(guān)鍵的地方是我們怎么能夠恰到好處的把這些示蹤劑放到裂縫口的位置。怎么能夠恰到好處的把這些示蹤劑放到裂縫口的位置。3、裂縫診斷技術(shù)二、煤層水力壓裂工藝技術(shù) 地層傾斜儀 測試相對準(zhǔn)確，但施工復(fù)雜，價(jià)格較高。測試相對準(zhǔn)確，但施工復(fù)雜，價(jià)格較高。 井下微地震 相對于地面微地震測試解釋結(jié)果可靠一些，相對于地面微地震測試解釋結(jié)果可靠一些，但對但對 煤層仍有需要探討的地方。煤層仍有需要探討的地方。 注入試井 可以利用，但解釋結(jié)果受輸入?yún)?shù)影響較大?？梢岳?，但解釋結(jié)果受輸入?yún)?shù)影響較大。二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)

25、3、裂縫診斷技術(shù)二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)3、裂縫診斷技術(shù)-施工曲線定性分析美國勇士盆地格拉弗美國勇士盆地格拉弗1井壓力監(jiān)測曲線解釋：井壓力監(jiān)測曲線解釋： （LogPe-Logt LogPe-Logt 曲線）曲線） 曲線斜率：曲線斜率：1：4 示為裂縫正常延伸；示為裂縫正常延伸； 曲線斜率：曲線斜率： 0 示為水平裂縫發(fā)育示為水平裂縫發(fā)育 或天然裂縫出現(xiàn)；或天然裂縫出現(xiàn)； 曲線斜率：曲線斜率：1：1 示為脫砂；示為脫砂；LogPeLogt動態(tài)濾失二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)3、裂縫診斷技術(shù)-應(yīng)力剖面二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)4、壓后管理-做好評估工作 壓裂效果壓裂效果的好壞是煤層地質(zhì)、施工工藝、壓后生

26、產(chǎn)管的好壞是煤層地質(zhì)、施工工藝、壓后生產(chǎn)管理相結(jié)合的產(chǎn)物。儲層物性與施工參數(shù)的匹配，裂縫的幾理相結(jié)合的產(chǎn)物。儲層物性與施工參數(shù)的匹配，裂縫的幾何尺寸與形狀等均直接影響壓裂效果。何尺寸與形狀等均直接影響壓裂效果。 評估技術(shù)評估技術(shù)是利用一套科學(xué)手段和方法，對施工質(zhì)量、是利用一套科學(xué)手段和方法，對施工質(zhì)量、參數(shù)和效果是否達(dá)到設(shè)計(jì)方案要求進(jìn)行檢驗(yàn)，通過壓裂效參數(shù)和效果是否達(dá)到設(shè)計(jì)方案要求進(jìn)行檢驗(yàn)，通過壓裂效果動態(tài)資料的跟蹤分析和裂縫診斷擬合，使優(yōu)化設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化果動態(tài)資料的跟蹤分析和裂縫診斷擬合，使優(yōu)化設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為優(yōu)化施工。進(jìn)而大幅度提高施工成功率和經(jīng)濟(jì)效益。形為優(yōu)化施工。進(jìn)而大幅度提高施工成功率和經(jīng)濟(jì)效益

27、。形成對該地區(qū)煤層壓裂優(yōu)化的原則和效果評估方法。成對該地區(qū)煤層壓裂優(yōu)化的原則和效果評估方法。 材料的使用與現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)督材料的使用與現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)督 煤層壓裂裂縫實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)評價(jià)煤層壓裂裂縫實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)評價(jià) 煤層壓裂施工曲線擬合煤層壓裂施工曲線擬合 裂縫形態(tài)與施工參數(shù)和施工動態(tài)相應(yīng)關(guān)系裂縫形態(tài)與施工參數(shù)和施工動態(tài)相應(yīng)關(guān)系 壓后生產(chǎn)動態(tài)分析擬合與設(shè)計(jì)預(yù)測的程度壓后生產(chǎn)動態(tài)分析擬合與設(shè)計(jì)預(yù)測的程度, ,影響因素影響因素(6) (6) 通過壓后效果分析通過壓后效果分析, ,對煤儲層綜合評價(jià)及再認(rèn)識對煤儲層綜合評價(jià)及再認(rèn)識(7) (7) 施工中存在的問題和經(jīng)驗(yàn)施工中存在的問題和經(jīng)驗(yàn)二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)4

28、、壓后管理-評估內(nèi)容1 1、壓力釋放返排階段、壓力釋放返排階段 確定合理的開井排液時(shí)間確定合理的開井排液時(shí)間; ; 控制返排速度控制返排速度, , 避免吐砂、裂縫急劇避免吐砂、裂縫急劇 閉合。閉合。2 2、液體返排階段、液體返排階段 控制返排速度控制返排速度, ,平穩(wěn)連續(xù)盡快使壓裂液體排出煤層，強(qiáng)化計(jì)量分平穩(wěn)連續(xù)盡快使壓裂液體排出煤層，強(qiáng)化計(jì)量分 析。確認(rèn)壓裂液返排率。析。確認(rèn)壓裂液返排率。3 3、排水降壓階段、排水降壓階段 防止煤粉運(yùn)移堵塞滲流通道及對抽排設(shè)備的影響。注意在臨界解防止煤粉運(yùn)移堵塞滲流通道及對抽排設(shè)備的影響。注意在臨界解 吸壓力附近的液面控制。吸壓力附近的液面控制。4 4、氣體

29、解吸采出階段、氣體解吸采出階段 建議在氣體產(chǎn)出建議在氣體產(chǎn)出2-32-3年內(nèi)不要把液面降到煤層以下，保持一定的年內(nèi)不要把液面降到煤層以下，保持一定的 井底壓力會減少應(yīng)力差造成的裂縫導(dǎo)流能力下降。井底壓力會減少應(yīng)力差造成的裂縫導(dǎo)流能力下降。4、壓后管理-管理措施二、煤層水力壓裂工藝技術(shù)三、影響煤層壓裂效果的因素高產(chǎn)煤層氣井具備的條件：高產(chǎn)煤層氣井具備的條件：（1 1）煤層氣的富集區(qū)）煤層氣的富集區(qū)（2 2）能夠建立起面積降壓的環(huán)境）能夠建立起面積降壓的環(huán)境（3 3）煤巖吸附特征有利于煤層氣的產(chǎn)出）煤巖吸附特征有利于煤層氣的產(chǎn)出（4 4）增產(chǎn)措施與煤層特性匹配）增產(chǎn)措施與煤層特性匹配（5 5）有一

30、套科學(xué)的管理措施）有一套科學(xué)的管理措施三、影響煤層壓裂效果的因素（一）含氣量和飽和度 煤層含氣量是煤層氣開發(fā)的基礎(chǔ)，不同煤階，不同構(gòu)煤層含氣量是煤層氣開發(fā)的基礎(chǔ)，不同煤階，不同構(gòu)造背景將影響吸附氣的含量，因此，尋找富集區(qū)一直是煤造背景將影響吸附氣的含量，因此，尋找富集區(qū)一直是煤層地質(zhì)研究的重要內(nèi)容，也是壓后獲得高產(chǎn)量的基礎(chǔ)。層地質(zhì)研究的重要內(nèi)容，也是壓后獲得高產(chǎn)量的基礎(chǔ)。三、影響煤層壓裂效果的因素三、影響煤層壓裂效果的因素（一）含氣量和飽和度三、影響煤層壓裂效果的因素 （二）滲透率（二）滲透率 三、影響煤層壓裂效果的因素滲透率的應(yīng)力敏感性滲透率的應(yīng)力敏感性三、影響煤層壓裂效果的因素滲透率在煤層

31、氣開發(fā)過程中變化滲透率在煤層氣開發(fā)過程中變化（三）吸附曲線對煤層氣產(chǎn)量的影響（三）吸附曲線對煤層氣產(chǎn)量的影響三、影響煤層壓裂效果的因素臨界壓力臨界壓力枯竭壓力枯竭壓力 壓力飽和度（臨界解吸壓力壓力飽和度（臨界解吸壓力/ /原始地層壓力）越小，煤原始地層壓力）越小，煤層氣開發(fā)難度越大，一般在層氣開發(fā)難度越大，一般在0.60.6以上為好。以上為好。（三）吸附曲線（三）吸附曲線-壓力飽和度的影響壓力飽和度的影響三、影響煤層壓裂效果的因素三、影響煤層壓裂效果的因素（四）解吸附時(shí)間及對產(chǎn)量的影響 解吸附時(shí)間反映了煤巖本身的透氣性。在我國的山西解吸附時(shí)間反映了煤巖本身的透氣性。在我國的山西晉城和河南焦作，

32、同是無煙煤，但焦作煤比晉城煤變質(zhì)成度高晉城和河南焦作，同是無煙煤，但焦作煤比晉城煤變質(zhì)成度高（無煙煤（無煙煤號），解吸附時(shí)間號），解吸附時(shí)間630630天，而晉城是天，而晉城是1-51-5天。天。（五）煤層的非均質(zhì)性（五）煤層的非均質(zhì)性 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場實(shí)際工作都表明：煤層的非均質(zhì)表現(xiàn)在內(nèi)部縱室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場實(shí)際工作都表明：煤層的非均質(zhì)表現(xiàn)在內(nèi)部縱向、橫向平面上，內(nèi)容包括滲透率，孔隙度，割理密度，灰分含量，向、橫向平面上，內(nèi)容包括滲透率，孔隙度，割理密度，灰分含量，含氣量，產(chǎn)（水，氣）量等。因此在同樣的施工條件下，其增產(chǎn)效含氣量，產(chǎn)（水，氣）量等。因此在同樣的施工條件下，其增產(chǎn)效果是不同的，要求措施效果分析一定要結(jié)合地質(zhì)現(xiàn)狀分析。果是不同的，要求措施效果分析一定要結(jié)合地質(zhì)現(xiàn)狀分析。三、影響煤層壓裂效果的因素（六）增產(chǎn)措施是否成功三、影響煤層壓裂效果的因素 水力壓裂這個(gè)增產(chǎn)措施的目的是：水力壓裂這個(gè)增產(chǎn)措施的目的是： 修好修好“高速公路，保證車輛暢通高速公路，保證車輛暢通”