页岩气与煤层气开发PPT【动画版本】解析.ppt

基于暂堵裂缝，降低滤失的目的，通过冷冻介质（液氮）对压裂液进行降温，使其在煤层形成冰水混合物，利用冰晶实现对裂缝的暂堵转向，提高压裂效果。 冰晶暂堵转向降滤技术 水、冰、溶液的蒸汽压曲线 3.煤层气压裂增产与配套技术 3.煤层气压裂增产与配套技术 管柱结构： 液氮冷冻盲管（液氮管+气态流动环空）+套管 ①下液氮冷冻管柱，注活性水 ②活性水开始进入裂缝 ③开始注液氮，对活性水进行降温冻结 ④计算缝中活性水的温度分布 四个阶段： 井筒温度场模型： 1.滤失带差分方程： 3.煤层气压裂增产与配套技术 裂缝温度场模型： 2.流体能量守恒方程及连续性方程的合并方程的差分形式： 3.岩石能量方程的差分形式： 3.煤层气压裂增产与配套技术 不同施工排量下井筒内活性水温度分布 不同注液时间下井筒内活性水温度分布 注液时间越长，施工排量越大，井筒内液体温度下降越快，进入裂缝内的活性水温度越低 井筒内活性水温度分布 3.煤层气压裂增产与配套技术 不同注液时间下缝内活性水温度分布 不同施工排量下缝内活性水温度分布 注液时间越长，施工排量越大，相同裂缝处活性水的温度也越低，对煤层气冰晶暂堵中暂堵物质的形成越有利 缝内活性水温度分布 3.煤层气压裂增产与配套技术 注液氮7min换热段活性水温度分布 不同注入排量下活性水温度分布 活性水温度随液氮注入时间的增加而逐步降低，活性水的注入排量越大，在相同时间内，温度下降的速度越慢，越难以形成冰晶 换热段活性水温度分布 3.煤层气压裂增产与配套技术 注液氮后裂缝温度场分析 不同注液氮时刻裂缝内活性水温度分布 随液氮注入时间的增加，活性水温度曲线逐渐下移，即活性水温度逐渐降低 当液氮注入一定时间后，活性水温度曲线与x轴开始相交，交点位置即为是以井筒为中心活性水在裂缝内形成冰晶的最远距离 在一定条件下，注入液氮能够使活性水在裂缝处放热结冰 3.煤层气压裂增产与配套技术 液氮排量分析 液氮与活性水传热模型基础：液氮的排量始终能够维持热交换过程中所需要的热量。 由换热模型即可求得液氮放出的总热量，再由： 即可计算出维持传热过程中所需的最低液氮排量 液氮排量随液氮注入时间的变化图 缝内活性水温度沿缝长方向逐渐增加，其形成冰晶需要的热量也逐渐增加，因此，液氮排量随液氮注入时间的增加而逐渐增大，即液氮排量不为恒定值，且一直增大 7min后，液氮排量为0.2 3.煤层气压裂增产与配套技术 3.煤层气压裂增产与配套技术 沁水盆地郑1-172井计算与分析： 施工时间93min，地层原始温度36℃，排量5.8 郑1-172井井筒内活性水温度分布 郑1-172井缝内活性水温度分布 施工排量较大，注液时间较长，井口到井底的温度变化较小，井底温度为20.12℃ 活性水进入裂缝，与地层间产生热交换，其温度沿缝长方向逐渐升高 3.煤层气压裂增产与配套技术 郑1-172井井筒内换热段活性水温度分布 郑1-172井不同注液氮时刻 裂缝内活性水温度分布 随液氮注入时间的增加，活性水温度曲线逐渐下移，相同裂缝处活性水温度越低， 温度曲线与x轴的交点即为以井筒为中心缝内活性水结冰的最远距离 。从上图可以 得出，注液氮3min后，冰晶形成的最远距离约为0.005m 3.煤层气压裂增产与配套技术 液氮排量分析 郑1-172井液氮排量随液氮注入时间的变化图 在注液氮3min后，液氮排量为0.008 沿缝长方向活性水温度逐渐增加，其形成冰晶所需热量也逐渐增加，因此，液氮排量随液氮注入时间增加而逐渐增大 沁水盆地郑1-265井计算与分析 施工时间92min，地层原始温度44℃，排量7.6 郑1-265井井筒内活性水温度分布 郑1-265井缝内活性水温度分布 施工排量较大，注液时间较长，井口到井底的温度变化较小，井底温度为20.17℃ 活性水进入裂缝，与地层间产生热交换，其温度沿缝长方向逐渐升高 3.煤层气压裂增产与配套技术 郑1-265井井筒内换热段活性水温度分布 郑1-265井不同注液氮时刻 裂缝内活性水温度分布 随液氮注入时间的增加，活性水温度曲线逐渐下移，相同裂缝处活性水温度曲线与x轴的交点即为以井筒为中心缝内活性水结冰的最远距离 ，从上图可以得出，注液氮60min后，冰晶形成的最远距离约为4m 3.煤层气压裂增产与配套技术 液氮排量分析 郑1-265井液氮排量随液氮注入时间的变化图 在注液氮60min后，液氮排量为2 沿缝长方向活性水温度逐渐增加，其形成冰晶所需热量也逐渐增加，因此，液氮排量随液氮注入时间增加而逐渐增大 3.煤层气压裂增产与配套技术 * * 大斜度斜井钻井 可以有效的开发浅层煤层。很好的