煤层气压裂技术及应用书
煤层气是指埋藏在煤层中的天然气，是一种重要的清洁能源资源。为了提高煤层气的采收率，保证煤层气井的稳产和有效开发，煤层气压裂技术应运而生。本文将介绍煤层气压裂技术的原理、方法以及在实际应用中的关键问题。
煤层气压裂技术是指通过注入压裂液体，使其在含煤岩石中断裂，从而创造裂隙，增加天然气的流通面积和渗透率，提高煤层气的开采效果。煤层气压裂技术主要包括水力压裂和气体压裂两种方法。
水力压裂是指通过注水泵将高压水注入煤层，增加煤层内的压力，使煤层裂开，从而促进煤层气与井筒的连接，提高煤层气的产量。水力压裂的关键是选择合适的压裂液体，通常采用高浓度的水溶液和添加剂混合物，增加液体的黏度和稠度，提高水力压裂的效果。水力压裂技术是煤层气开发中最常用的方法之一，广泛应用于大规模煤层气田的开发。
气体压裂是指通过注入压裂气体，利用气体的高压力将煤层断裂，创造裂隙，提高煤层气的渗透能力。气体压裂主要包括液体氮压裂和临界点压裂两种方法。液体氮压裂是指将低温液氮注入煤层中，通过氮气蒸发和煤层内部断裂，产生大量的裂隙和缝隙。临界点压裂是指将临界点气体注入煤层，使煤层内的气体超过临界压力，从而引发煤层断裂，增加煤层气的产量。气体压裂技术常用于较小规模的煤层气田开发中。
在煤层气压裂技术的应用中，存在一些关键问题需要解决。首先是选井技术问题，包括选择合适的井位和井筒结构，以及合理布置井网，以提高压裂效果和采收率。其次是压裂液体选择问题，包括选择适合的水质和添加剂，以及控制压裂液体的黏度和浓度，以提高煤层裂缝的渗透性和扩展性。再次是压裂设计和施工问题，包括合理选择压裂参数，制定压裂方案，以及确保压裂工序的顺利进行。最后是压裂后的油气开采问题，包括监测开采效果，调整开采方案，以及保证煤层气井稳定产量和长期运行。
总结起来，煤层气压裂技术是一种重要的煤层气开发方法，可以有效提高煤层气的产量和采收率。通过水力压裂和气体压裂等方法，在煤层中创造裂隙和缝隙，增加煤层气的流通面积和渗透率。在应用过程中需要解决选井技术、压裂液体选择、压裂设计和施工等关键问题，以确保煤层气开发的顺利进行。通过煤层气压裂技术的应用，可以实现煤层气资源的有效利用，推动清洁能源产业的发展。
第４１卷第４期 ２０１３年７月 石 油 钻 探 技 术 ＰＥＴＲＯＩ ＥＵＭ ＤＲＩＩ Ｉ ＩＮＧ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＶｏＩ．４１ Ｎｏ．４ Ｊｕ１．，２０１３
油气开采 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—０８９０．２０１３．０４．０２３
煤层气Ｕ形井水力喷砂压裂技术
吴春方 ，陈 作 ，刘建坤 ，窦亮彬 ，刘善勇
（１．中国石化石油工程技术研究院，北京１００１０１；２．油气资源与探测国家重点实验室（中国石油大学（北京）），北京１０２２４９）
摘要：为了解决煤层气Ｕ形井水力喷砂压裂时射孔砂难以由施工井上返、管柱易砂卡的难题，在对比分析水 平井水力喷砂压裂工艺的基础上，根据Ｕ形井的井身结构特点，对水力喷砂压裂工具进行了改进，将扶正器的直流 流道改为螺旋流道；组合式陶瓷喷嘴改为整体式合金喷嘴；对施工工艺进行了改进，射孔砂和返排液由Ｕ形井的直并 返出；对工艺参数进行了优化，优选得到最佳喷嘴直径为６ ｍｍ，油管排量为２．０ ／ｍｉｎ。现场试验表明，采用改进后 的工具和优化的工艺参数避免了管柱砂卡。试验井采用优化的工艺参数，顺利压裂４段，注入活性水１ ９３２ ｍ３，加砂 ９０ ｍ。，最高砂比达到２３ 。试验井排水降压３个月后产气，目前日产气稳定在５００ ＩＴＩ３左右，累计产气７５ ０００ ｍ３， 增产效果良好。这表明，采用改进的水力喷射压裂工具、工艺及优化的工艺参数能够解决煤层气Ｕ形井的压裂难 题，为后续煤层气Ｕ形井的压裂改造提供了一种技术手段。
关键词：煤层气Ｕ形井水力喷砂压裂活性水现场试验 中图分类号：ＴＥ３５７．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—０８９０（２０１３）０４—０１０５—０５
Ｈｙｄｒａｊ ｅｔ Ｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｕ＿Ｓｈａｐｅ Ｃｏａｌ Ｂｅｄ Ｍｅｔｈａｎｅ Ｗｅｌｌｓ
Ｗｕ Ｃｈｕｎｆａｎｇ ，Ｃｈｅｎ Ｚｕｏ ，Ｌｉｕ Ｊｉａｎｋｕｎ ，Ｄｏｕ Ｌｉａｎｇｂｉｎ ，Ｌｉｕ Ｓｈａｎｙｏｎｇ （１．Ｓｉｎｏｐｅｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，１００１０１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏ—
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。
煤层顶板水平井压裂技术——在新田煤矿低渗煤层地面瓦斯抽采中的研究与应用
一、项目实施的背景及目标
1.1项目背景
贵州省享有“江南煤海”之誉，其中煤层气资源亦十分丰富，资源量达3.15万亿m3。随着沁水盆地、鄂尔多斯盆地煤层气商业化开发，我国煤层气勘探开发逐渐向西南地区的贵州、云南等地推进。贵州煤层气资源丰富，煤系地层薄至中厚煤层群发育，具有单一煤层煤层气资源丰度低、煤系地层累计资源丰度高的特点。政策方面，贵州省编制了煤层气（煤矿瓦斯）开发利用“十三五”规划，出台了黔府发〔2017〕9号文件以指导贵州地区煤层气产业的发展，将重点建设六盘水、毕节和遵义三大煤层气产业基地，已开展地面勘探工作的10个主要煤层气区块估算煤层气资源量2340亿m3，具备建设10亿m3/a产能的条件，开发潜力大。
瓦斯既是能源，又是灾害。近几年贵州煤矿事故多发频发，2018年煤矿死亡人数居全国第一，2019年煤矿死亡人数又是全国第一，是近两年全国唯一连续发生煤矿重大事故的省份。瓦斯灾害治理不力是贵州煤矿安全面临的重大难题。
1.2根据新田煤矿矿井开采接替及矿井瓦斯治理
新田煤矿联合河南省煤层气开发利用有限公司、中煤科工西安研究院编制新田煤矿井上下“三区联动”抽采煤层瓦斯示范工程实施方案，探索该矿井上下联合瓦斯防治技术。
图1.1 煤矿区三区关系示意图
1.3主要工作和研究内容包括：
（1）煤层气试验区选择及地面布井、井下布孔方案
在综合分析新田煤矿煤田勘探资料、矿井生产资料的基础上，结合煤炭生产工作面部署及规划，优选三区联动瓦斯综合治理试验靶区，设计地面煤层气井井位、定向井、L型水平井的井眼轨迹及井下定向长钻孔的井眼轨迹。 （2）工程设计及施工
基于新田煤矿地质及储层条件，根据目前国内外煤层气开发技术及工艺，设计地面直井、定向井及L型水平井的钻井、完井、压裂、排采方案及井下钻孔布置方案，并进行工程施工。一期工程设计以直井、丛式定向井及L型水平井为主的钻井、完井、压裂及排采方案，并进行工程施工。通过地面排采试气，井下钻孔抽采，获取三区联动瓦斯综合治理试验靶区产量数据。
