煤层气开发压裂技术在沁水煤田的
实践与应用
侯景龙 ，刘志东 ，刘建中
（１．大庆油田有限责任公司井下作业公司压裂大队，黑龙江大庆１６３７１２； ２．北京科若思技术开发有限公司，北京１０００８３）
［摘要］ 针对煤层气特点以及开发过程中压裂工艺技术存在的问题，研究了一项以套管注入、高排量、活性 水携砂为主的煤层气清水压裂配套工艺技术。该技术在山西沁水盆地ＳＨ煤田现场应用实践了６ Ｅｌ井，并获
得成功，压后正处于排水阶段，出气效果明显。 ［关键词］煤层气；节理；吸附；清水压裂 ［中图分类号］ＴＤ８２［文献标识码］Ａ［文章编号］ １００９—１７４２（２０１１）０１—００８９—０４
１前言 ２煤层气开发压裂工艺技术
煤层气是一类生成、储集都在煤层及其围岩中，
以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孑Ｌ隙或
溶解于煤层水中的烃类非常规天然气体，主要成分是
甲烷，是近年来崛起的优质洁净新能源。我国是煤炭
资源大国，煤层气资源丰富。开发利用好煤层气资
源，可以从根本上消除煤矿生产中的瓦斯爆炸灾难，
减少因大量瓦斯排放造成的环境污染，弥补我国常规
能源的不足，具有十分重要的社会及经济意义。
２０世纪８０年代初期，美国、加拿大、澳大利亚
先后在煤层气开发方面取得成功。国内绝大多数煤
层气井产量低、产量递减快，其主要原因是煤层低渗
透、解吸速度慢，煤层气在储层中运移困难，必须经
过压裂改造才能获得稳定的气源。目前，已经成型
的煤层气储层压裂技术主要有线形胶加砂压裂技
术、活性水加砂压裂技术、液氮泡沫压裂技术和二氧
化碳泡沫压裂技术。针对目标区煤层的特点，笔者
研究开发了一项以套管注入、高排量、活性水携砂为
主的煤层气清水压裂配套工艺技术。该技术在现场
中进行了实践应用并获得成功，取得了良好的效果。 ２．１煤层气储层特点
煤层气成藏机理复杂，储层基质具有明显的
低孔、低渗［沁水煤田一般情况为１ ｍＤ（注：１ Ｄ＝
煤层气开采方法
煤层气是一种天然气，是在煤炭形成过程中被吸附在煤层中的气体。煤层气的开采是一项重要的能源开发工作，对于保障国家能源安全和促进经济发展具有重要意义。煤层气开采方法主要有三种：抽采法、注采法和压裂法。
抽采法是最常用的煤层气开采方法之一。该方法通过钻井将煤层气井与煤层相连，然后利用泵抽取煤层气。抽采法的优点是操作简单，成本低，但是其缺点是采收率低，只能采集煤层气的一部分。
注采法是一种将水注入煤层，使煤层气被压缩并向井口移动的方法。该方法需要在煤层气井旁边钻井，将水注入煤层，使煤层气被压缩并向井口移动。注采法的优点是采收率高，但是其缺点是需要大量的水资源，同时也会对地下水环境造成一定的影响。
压裂法是一种将水和砂浆注入煤层，使煤层气被压裂并向井口移动的方法。该方法需要在煤层气井旁边钻井，将水和砂浆注入煤层，使煤层气被压裂并向井口移动。压裂法的优点是采收率高，但是其缺点是需要大量的水资源和砂浆，同时也会对地下水环境造成一定的影响。
总的来说，煤层气开采方法各有优缺点，需要根据实际情况选择合适的方法。同时，为了保护环境和地下水资源，煤层气开采需要严格遵守相关法律法规和环保要求，采取科学合理的开采方式，确保煤层气开采的可持续性和环境友好性。
- 1 - 煤层气井压裂工艺流程
煤层气井压裂是一种非常有效的增产技术，采用该技术可以大幅度提高煤层气井的产能。本文将介绍煤层气井压裂的工艺流程，帮助读者更好地了解该技术。
1. 前期准备工作
在进行煤层气井压裂前，需要进行一些前期准备工作。首先要进行地质勘探，确定煤层气井的地质特征和裂缝分布情况。然后需要进行井筒清洗、井壁固井等工作，确保井下环境干净、整洁。此外，还需要准备好压裂液、压裂管、压裂泵等设备。
2. 压裂液配方
压裂液是煤层气井压裂的关键，其配方需要根据煤层气井的地质特征和裂缝分布情况进行调整。通常压裂液包含水、泡沫剂、胶体、砂浆等成分。其配方需要在实验室进行试验，确定最合适的比例。
3. 压裂管布置
在进行压裂前，需要将压裂管布置到煤层气井内，以便将压裂液注入到煤层中。通常，压裂管是由多段组成，其长度和数量需要根据煤层气井的井深和井径确定。
4. 压裂泵注入压裂液
当压裂管布置完毕后，需要将压裂泵连接到管道上，并将压裂液注入到煤层中。通常，压裂液会通过压裂管的缝隙渗透到煤层中，分解煤层内部的裂缝并将气体释放出来。
5. 压裂过程监测 - 2 - 在压裂过程中，需要对压力、流量、温度等参数进行实时监测。这些参数的变化可以提供有关煤层气井内部裂缝的信息，帮助工程师进行控制和调整。
6. 结束压裂并回流压裂液
当压裂过程结束后，需要将压裂管中的压裂液回流到地面，以便对其进行处理和回收。回流压裂液需要进行分析，以确定是否存在污染物和有害物质，以及是否可以重复使用。
通过以上流程，煤层气井压裂工艺可以很好地实现，并为煤层气的开采提供了一种有效的手段。
煤层气高能气体压裂技术简介
目录
1．前言 ................................................................................................................. 1
2．煤层气高能气体压裂原理 ............................................................................ 2
3．煤层气多级脉冲加载压裂技术 .................................................................. 10
4．工艺设计研究 ............................................................................................... 11
5. 现场试验 ........................................................................................................ 12
6．技术服务费（基本费用） .......................................................................... 13
1 1．前言
我国是世界上煤炭生产和消费大国,煤层气资源储量非常丰富。但煤气层为低渗透率、低压力、低含水饱和度，富含煤层气的煤田大都具有构造复杂、煤体破坏严重、软煤发育、高塑性和煤层渗透率极低等特点，开发难度较大。目前提高煤层渗透率主要有洞穴法和水力压裂法 ，主要包括：垂直井套管射孔完井、清水加砂压裂、活性水加砂压裂、洞穴完井等工艺；应用空气钻井,氮气泡沫压裂,清洁压裂液、胶加砂压裂,注入二氧化碳，以及欠平衡钻井、欠平衡水平钻井和多分支水平井钻井完井技术等技术[1-5]，以提高煤层气井产量和采收率，积累了很多经验。但从煤层气改造看，至目前还缺少适合我国煤层气有效开发的较成熟的技术。针对煤气层的地质特点及开发现状，在分析了高能气体压裂技术研究的基础上，提出并开展了煤层气多级脉冲加载压裂开发技术的试验研究与应用。
