页岩气与煤层气井压裂增产技术.pptx

非常规天然气是指在成藏机理、赋存状态、分布规律或勘探开发方式等方面有别于常规天然气的烃类(或非烃类)资源，主要指页岩气、煤层气、致密砂岩气和天然气水合物等。;1.1全球非常规天然气资源量

世界常规天然气总资源量为436万亿立方米，2021年产天然气约3万亿立方米，储采比保持在60以上；

世界非常规天然气总资源量921万亿方，是常规天然气2倍多〔其中，致密气209.6万亿方、煤层气256.1万亿方、页岩气456万亿方〕，但产量只占1/7左右；

天然气水合物资源量超过2万万亿方，是目前化石能源资源总量2倍以上。

其中仅页岩气456万亿方就大于常规天然气总资源量436万亿;;;;;;;;;;;;页岩气高效经济开发的必要元素〔SPE123586〕;形成分支缝，促进页岩气开采的关键参数〔SPE142959〕;;;;;;;微地震事件解释;;煤层气赋存及渗流状态复杂，单井产量差异大;储渗结构复杂，压裂液滤失突出，煤层易伤害;对各向裂缝发育的煤层压裂：

天然裂缝重新开启，使煤层渗透率增加。

压裂液粘度控制的滤失系数和地层流体压缩性控制的滤失系数，都与渗透率和孔隙度的平方根成正比。

压裂液滤失进入基质孔隙和微裂隙，形成液锁。;3.1.3岩石力学特征;裂缝延伸受地应力和天然裂缝〔割理〕双重控制，表现为双翼、单翼和网状等不同延伸形式

人工裂缝扩张极不规那么，曲折延伸且缝面呈阶梯状;单学军等，2005;压裂液

活性水压裂：价格廉价，对煤层伤害小；但携砂差，难以实现现有支撑剂的长距离输送；

线性胶及冻胶压裂液：粘度高，携砂强，但有残渣、伤害大；

清洁压裂液：携砂好，易破胶，伤害小，但价格贵且存在外表活性剂化学吸附；

二氧化碳压裂：携砂好，伤害小，价格贵，有助于煤层气的解吸。;砂堵：支撑剂颗粒密度与压裂液密度差异，压裂液滤失等控制;美国从80年代初开始进行煤层气的勘探和开发，是世界上第一个率先成功实现煤层气商业性开发的国家。;;以CDX公司羽状水平井为代表，在西弗吉尼亚石炭系〔焦煤Ro1.5%、煤厚1.22-2m、煤层含气量3/t、煤层渗透率3-4md〕进行开采，单井日产气万m3，较前期产量提高10倍，8年采出可采储量85%。;;;Mist-FracSM：

采用高效泡沫加砂压裂，压裂液对煤层几乎没有伤害，比用纯氮气压裂获得的产量高。

优点：

水与地层接触的更少

最小化储层的敏感问题

相比于液氮和二氧化碳压裂，能够提供更好的携砂能力

在低温储层中能够更快，更彻底的消泡

排液更彻底，有助于提高导流能力

需要更少的设备，人员，液体和化学剂，减少现场液体处理费用

使井更快投产;SandWedge：

在支撑剂外表加上涂层，使煤粉在支撑剂之间的孔隙、喉道间不会停留，防止煤粉堵塞。

优点：

在更长的时间内提供更高的产量

稳定支撑剂充填层和地层外表，阻止地层矿物颗粒侵入充填层

提高压裂液返排能力

减小支撑剂沉降速度减小岩化作用的影响

与水基压裂液有很好的配伍

适合井温高达350oF的情况;;;;;;;;;煤层气是以吸附在煤基质颗粒外表为主、局部游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体。

对煤层气的开采主要经历以下三个过程;;;;;;;;;;;地应力影响

假设水平地应力接近相等

由于沿井眼周向破裂压力的差异不大，各周向角度处都容易开启裂缝，裂缝起裂位置不确定，裂缝可能在任意位置开启，这些裂缝中有的裂缝的转向角度可能比较大，造成裂缝轨迹的弯曲与摩擦阻力的增加，有可能开启更多的裂缝，因而形成容易形成多个独立开展的裂缝。

当水平应力相差较大时

容易开启的方位有限，而且相对有利于连接，形成一个大裂缝；但是，当井的斜度增大后，裂缝不易于连接而可能形成多裂缝。;天然微裂隙影响

如果射孔孔眼周围存在天然裂隙，那么优先破裂的射孔孔眼就可能是存在微裂缝的射孔，也可能是已经破裂射孔的同轴向的孔眼，或者是前面两种并存，交替交织破裂。

裂缝的存在明显的降低了地层的破裂压力。如果新开启射孔与前面已经开启射孔在周向上存在一定的角度，该处的小裂缝不容易与己经开启裂缝在延伸过程中连接，那么开展成独立的大裂缝，而且可能是转向的大裂缝。;井斜影响

井的斜度加大后不利于裂缝在缝口的连接，因此，增大了多裂缝形成的可能性。

即使最终连接，各裂缝在连接之前呈现网状结构，流量在各裂缝之间分流，减小了裂缝宽度，增大了流动阻力与加砂施工的难度，井的斜度增大会增加压裂施工的困难。

孔密影响

根据裂缝连接的相关理论分析，当射孔间距减小时，在有利的地应力条件下，可以促进各个小裂缝的连接，从而减少裂缝的条数。但是在不易连接的位置，增大射孔密度那么增加了裂缝的条数。;支撑剂输运;支撑剂制作原料选用

采用低廉的工业级泡花碱〔液