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QK-煤层气井压裂工艺技术研究及应用

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QK 煤层 气井 工艺 技术研究 应用
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煤 层 气 井 压 裂 工 艺 技 术 研 究 与 应 用王 红 霞!戴 凤 春 钟 寿 鹤( 辽 河 石 油 勘 探 局 井 下 压 裂 公 司 )摘 要 在 煤 层 压 裂 过 程 中 , 结 合 煤 层 高 滤 失 性 特 点 , 成 功 地 实 施 了 前 置 液 降 滤 失 和 油 套 混 注 大排 量 、 大 砂 量 、 阶 段 加 砂 等 先 进 的 压 裂 施 工 工 艺 , 使 得 煤 气 产 量 大 幅 度 提 高 。 辽 河 油 田 在 东 北 煤 气田 压 裂 施 工 ! 口 井 "" 层 , 收 到 了 较 好 的 压 裂 效 果 。主 题 词 煤 成 气 压 裂 降 滤 失 工 艺 研 究 应 用概 述煤 层 气 井 压 裂 是 辽 河 油 田 近 年 来 开 展 的 施 工 项目 , 煤 层 与 油 田 的 油 气 井 压 裂 相 比 有 很 大 的 风 险 性 ,煤 层 滤 失 严 重 , 施 工 难 度 大 。 根 据 煤 层 特 点 研 制 出针 对 煤 层 气 低 摩 阻 、 易 返 排 的 压 裂 液 , 特 别 是 煤 层 的孔 隙 发 育 、 质 地 疏 松 , 不 易 形 成 长 裂 缝 的 阶 段 加 砂 技术 和 防 滤 失 技 术 。 压 裂 设 计 部 门 和 现 场 施 工 紧 密 结合 , 通 过 多 井 次 的 经 验 总 结 把 压 前 防 滤 失 作 为 关 键问 题 , 在 压 前 首 先 采 用 了 前 置 液 降 滤 失 的 工 艺 措 施 ,并 且 根 据 各 煤 层 埋 藏 的 具 体 情 况 , 有 针 对 性 地 采 用交 叉 混 合 压 裂 工 艺 作 业 , 大 大 提 高 了 煤 层 气 井 的 压裂 效 果 。"### $ %&&" 年 , 辽 河 石 油 勘 探 局 井 下 压 裂 公 司在 东 北 煤 田 ( 阜 新 和 抚 顺 ) 压 裂 ! 口 井 , 累 计 "" 井层 , 其 中 阜 新 煤 田 压 裂 ’ 口 井 , ( 井 层 ; 抚 顺 煤 田 压裂 % 口 井 , ) 井 层 , 平 均 压 裂 井 深 达 到 ((!*) +, 平 均压 裂 煤 层 厚 度 %,*)% +。 经 压 裂 措 施 改 造 后 , 煤 气产 量 大 幅 度 增 加 , 每 口 井 平 均 日 产 煤 气 在 )&&& $),&& +)之 间 , 到 目 前 已 累 计 产 煤 气 "&&& 多 万 方 , 满足 了 抚 顺 和 阜 新 煤 田 地 区 煤 气 供 给 , 为 两 市 区 良 性发 展 提 供 了 充 足 的 物 质 保 障 。压 裂 工 艺 及 效 果"*煤 层 特 点煤 层 割 理 系 统 十 分 发 育 , 在 钻 井 过 程 中 钻 井 液多 处 滤 失 , 说 明 煤 层 具 有 高 滤 失 性 ; 煤 层 的 杨 氏 模 量较 常 规 的 砂 岩 杨 氏 模 量 小 , 易 形 成 较 宽 的 水 力 裂 缝 ,同 时 煤 层 的 高 滤 失 性 决 定 了 在 煤 层 中 造 长 缝 比 较 困难 ; 煤 层 的 井 网 布 置 限 制 了 水 力 裂 缝 的 长 度 。%*施 工 工 艺在 总 结 油 气 井 压 裂 施 工 经 验 的 基 础 上 , 对 煤 层做 了 大 量 的 研 究 分 析 。 针 对 东 北 煤 层 气 井 , 采 用 了多 种 压 裂 方 式 : 二 级 加 砂 压 裂 , 前 置 液 降 滤 失 工 艺 ,油 套 混 注 大 排 量 、 大 砂 量 压 裂 工 艺 和 填 砂 、 下 桥 塞 分层 压 裂 等 工 艺 。二 级 加 砂 工 艺 技 术 是 在 加 砂 量 达 到 一 定 数 量后 , 人 为 地 将 施 工 砂 比 提 高 到 发 生 砂 堵 的 极 限 , 然 后停 砂 继 续 注 前 置 液 造 缝 再 加 砂 , 当 砂 量 达 到 一 定 数量 后 , 再 将 施 工 砂 比 人 为 地 提 高 到 发 生 砂 堵 的 极 限上 。 按 此 工 艺 可 以 进 行 多 级 加 砂 , 加 砂 量 应 适 用 于具 体 的 压 裂 层 。 该 技 术 实 施 能 够 更 多 地 沟 通 天 然 割理 系 统 , 提 高 煤 层 的 渗 透 性 , 增 加 煤 气 产 量 。采 用 大 排 量 压 裂 施 工 技 术 , 是 由 于 煤 层 存 在 大量 的 天 然 割 理 系 统 , 煤 层 气 压 裂 与 油 田 砂 岩 层 压 裂不 同 , 特 点 是 压 裂 液 滤 失 量 大 , 液 体 效 率 低 。 为 了 提高 液 体 效 率 和 施 工 砂 比 , 在 压 裂 施 工 中 采 用 了 大 排量 施 工 , 使 用 两 套 千 型 车 组 , 采 取 油 套 混 注 的 施 工 方式 , 将 施 工 排 量 提 高 到 -*, +).+/0 以 上 , 最 高 达 到"&*& +).+/0, 有 效 地 控 制 了 液 体 滤 失 , 保 证 裂 缝 正常 延 伸 , 从 而 提 高 煤 层 的 渗 透 性 。在 "" 个 煤 层 中 有 # 层 主 要 采 用 了 前 置 液 降 滤失 、 油 套 混 注 大 排 量 、 二 级 加 砂 工 艺 ( 见 表 " 和 表%) , 在 压 前 采 用 了 前 置 液 降 滤 失 的 工 艺 措 施 , 有 针 对%&&) 年 % 月 油 气 井 测 试 第 "% 卷 第 " 期!王 红 霞 , 女 , "#(- 年 毕 业 于 辽 河 石 油 学 校 , 现 从 事 酸 化 压 裂 工 作 。 地 址 : 辽 宁 省 盘 锦 市 兴 隆 台 区 辽 河 石 油 勘 探 局 井 下 压 裂 公 司 , 邮 政 编码 : "%’&"&。性 地 采 用 交 叉 混 合 压 裂 工 艺 作 业 , 收 到 较 好 的 压 裂 效 果 。表 ! 阜 新 煤 田 煤 层 气 井 压 裂 施 工 参 数 表井 号 层 位井 段( ")厚 度 ( ")层 数 ( #)施 工日 期预 压 加 砂 顶 替 支 撑 剂 液 体泵 压( $%&)排 量( "’(")#)流 量( "’)泵 压( $%&)排 量( "’(")#)流 量( "’)泵 压( $%&)排 量( "’(")#)流 量( "’)砂 型砂 径( "")砂 量( "’)砂 比( *)加 砂 量( "’(")液 型液 量( "’)+,-!井+,-’井+,-/井中 间 0太 平1223!1456!3../36. !5553!! 38 238 !38473. ’4/1 2384!38 !38 兰 州 砂63/8463589’/ !’37 !37./:;-?=>(+@-!、 63 68*) 、 杀 菌 剂 ( -+@-!、6368*) 和 助 排 剂 ( 63.*) 等 。在 压 裂 施 工 中 , 结 合 煤 层 埋 藏 浅 、 闭 合 压 力 低 的特 点 , 选 用 兰 州 砂 作 为 支 撑 剂 ; 针 对 煤 层 割 理 发 育 产生 的 高 滤 失 性 , 均 采 用 前 置 液 降 滤 失 和 油 套 混 注 大排 量 、 大 砂 量 工 艺 , 达 到 了 降 滤 失 目 的 , 造 缝 均 匀 并能 够 及 时 返 排 压 裂 液 。/3压 裂 措 施阜 新 和 抚 顺 7 口 煤 层 气 井 分 别 采 用 不 同 的 压 裂工 艺 , 均 取 得 良 好 效 果 。 其 中 , 阜 新 煤 田 的 +,-! 井采 用 前 置 液 降 滤 失 、 下 可 取 式 桥 塞 分 层 、 油 套 混 注 大排 量 压 裂 工 艺 ; +,-. 井 采 用 了 前 置 液 降 滤 失 、 填 砂 面分 层 、 油 套 混 注 大 排 量 压 裂 工 艺 ; +,-’ 井 采 用 了 二 级加 砂 、 前 置 液 降 滤 失 、 油 套 混 注 大 排 量 压 裂 工 艺 ; +,-/ 井 采 用 二 级 加 砂 、 填 砂 面 分 层 、 油 套 混 注 大 排 量 压裂 工 艺 。 抚 顺 煤 田 =<-! 井 采 用 前 置 液 降 滤 失 、 填 砂面 分 层 、 油 套 混 注 大 排 量 压 裂 工 艺 ; =<-. 井 采 用 前置 液 降 滤 失 、 二 级 加 砂 、 油 套 混 注 大 排 量 压 裂 工 艺 。结 论 与 认 识!3根 据 东 北 煤 田 的 特 殊 性 , 使 用 前 置 液 降 滤 失和 油 套 混 注 大 排 量 工 艺 技 术 , 是 煤 层 气 井 压 裂 工 艺的 突 出 特 点 , 由 于 煤 层 有 别 于 砂 层 , 前 置 液 降 滤 失 成为 煤 层 气 井 压 裂 施 工 的 关 键 技 术 。 压 裂 结 果 表 明 , 前 置 液 降 滤 失 工 艺 、 油 套混 注 大 排 量 工 艺 、 二 级 加 砂 压 裂 工 艺 及 其 交 叉 作 业方 式 是 先 进 可 行 的 , 能 够 扩 展 到 解 决 油 田 以 外 的 实际 问 题 , 为 今 后 煤 层 气 开 采 增 效 提 供 较 好 的 施 工 措施 , 同 时 也 为 油 田 大 型 设 备 的 施 工 能 力 找 到 更 好 的应 用 空 间 。’3东 北 煤 田 实 施 压 裂 后 , 煤 气 产 量 大 幅 度 提 高 ,解 决 了 阜 新 、 抚 顺 两 市 区 煤 气 供 给 问 题 , 经 济 效 益 可观 , 说 明 煤 层 气 压 裂 施 工 是 成 功 的 , 具 有 较 高 的 推 广价 值 。本 文 收 稿 日 期 : 680 辑 : 许 兰 气 井 测 试 年 . 月
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