煤层气储层压裂现状及展望

为了深入研究煤层压裂,提高煤层压裂效果,总结分析了煤层压裂液、压裂支撑剂、压裂裂缝数值模拟、裂缝监测、煤层压裂设计及施工工艺的现状。通过对比分析得出,活性水与石英砂组合是浅层煤层气压裂的主要组合方式,但随着深度的增加,储层地质复杂性的增强,该组合压裂后的效果逐渐变差;传统的二维和拟三维裂缝模拟方法在煤层应用中具有局限性,需要根据煤储层地质特征对裂缝模拟方法进行优化;多种裂缝监测方法在煤层应用中的结果表明,煤储层压裂后主要呈现出贯穿煤层的垂直裂缝、垂直裂缝与水平裂缝组合的复杂裂缝和非对称网络裂缝3种形态。我国已探索出以活性水直井压裂为主,水力波及压裂和间接压裂等多种压裂工艺为辅的压裂工艺技术。最后对煤层压裂提出了展望,即在低成本和高效环保的前提下,从增加煤层改造体积和增大解吸面积的压裂机理出发,结合煤岩工程地质特征,优选压裂材料及配套压裂技术,为煤层气的合理高效开发提供理论指导。

煤岩体积压裂脆性评价研究

水力压裂是煤层气开发的主要手段,通过压裂可以在煤层中形成有效的甲烷渗流通道,而体积压裂不仅能够在煤层中形成渗流通道,还能通过复杂裂缝的切割增大甲烷的解吸扩散面积,提高单井产量。脆性指数是体积压裂实施评价的关键参数,因此,基于煤岩和页岩的应力应变曲线,借助应变能密度的概念,分析了煤岩和页岩的脆性指数。页岩的应变能密度与脆性指数计算结果表明,页岩脆性指数越高,应变能密度越低。在页岩脆性指数的计算方法上,结合应变能密度与最小能量原理,提出了煤岩脆性指数的计算方法,并通过修正得到了用于表征煤岩脆性破坏能力和评价煤层压后产生多裂缝能力的煤岩脆性指数。最后,结合现场6口压裂井的数据进行了实例分析,结果表明,煤岩脆性指数与单位改造体积具有强相关性,即脆性指数越高,单位压裂液的煤层改造体积越大。该方法可以用于煤岩体积压裂设计,指导煤层气的开发。