煤层气压裂和排采技术

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1、煤层气压裂和排采技术前言煤层压裂是煤层气开发利用的核心和关键。近年来，煤层压裂在技术上已有很大进步，在应用上已取得显著成效，但也暴露出一些重大问题，亟待转变思想，大胆创新，以煤层压裂技术革命的形式，用非常规手段（这里提出非常规体积压裂）解决制约这种非常规资源勘探开发的技术难题和瓶颈，真正实现煤层气井长期高产稳产这里，首先归纳煤层压裂地质特征，揭示煤层压裂裂缝规律，分析煤层气采出机制；然后，以此为基础，探讨煤层压裂技术革命的发展方向、实现途径、可行方案和配套措施，并专门针对煤层气排采技术进行深入探索汇报提纲煤

2、层压裂地质特征煤层压裂裂缝规律煤层气采出机制煤层压裂技术革命的发展方向煤层压裂技术革命的实现途径煤层压裂技术革命的可行方案煤层压裂技术革命的配套措施结论、展望与建议一.煤层压裂地质特征具有复杂的演化史和构造变形史，构造样式复杂，变质作用类型多，平面及纵向上的非均质性强测井资料统计分析的韩城区块3#、5#、11#在纵向上的非均质性一.煤层压裂地质特征呈现层状结构，煤岩多孔松散、胶结程度较弱区块参数名称数据单位备注韩城区块泊松比0.33无因次3#弹性模量3350.2MPa泊松比0.32无因次5#弹性模量3656

3、.1MPa泊松比0.31无因次11#弹性模量5220.4MPa三交区块泊松比0.26无因次5#弹性模量2483.7MPa保德区块泊松比0.34无因次8#弹性模量2812.3MPa泊松比0.41无因次13#弹性模量1576.5MPa大宁－吉县区块泊松比0.32无因次5#弹性模量1637.1MPa泊松比0.30无因次8#弹性模量2865.1MPa原煤电镜扫描结果综合岩石力学实验及测井解释的结果一.煤层压裂地质特征普遍发育天然裂缝、面割理与端割理，充填物少，主要为碳酸钙、黄铁矿等面割理端割理一.煤层压裂地质特征属

4、于典型的压敏储层，压力敏感性强六块煤芯的压敏实验结果当围压增至12MPa时，煤芯剩余渗透率在1.78～5.14%，平均为3.86%当回复至1MPa时，煤芯渗透率损失在55.12～78.48%，平均为63.91%一.煤层压裂地质特征基质渗透率普遍低，储层物性变化大渗透率分布四个区块的不完全具有代表性室内实验结果可能受所取煤样所限，汇报提纲煤层压裂地质特征煤层压裂裂缝规律煤层气采出机制煤层压裂技术革命的发展方向煤层压裂技术革命的实现途径煤层压裂技术革命的可行方案煤层压裂技术革命的配套措施结论、展望与建议二.煤层

5、压裂裂缝规律裂缝形态：目前，国内外在裂缝起裂与延伸方面，存在两套理论，即弹性断裂力学理论和天然裂缝开启理论压裂基础理论弹性断裂力学理论天然裂缝开启理论垂直缝水平缝分支缝转向缝T形缝复杂裂缝裂缝网络水平井压裂形成裂缝网络，称之为体积压裂；直井压裂形成裂缝网络，称之为缝网压裂，也属于体积压裂的范畴长轴短轴长轴短轴二.煤层压裂裂缝规律裂缝形态：从煤层压裂的现场监测结果来看，无论是测斜仪监测，还是微地震监测，9井14层压裂形成的水力裂缝形态都是一致的。这里仅显示韩3-1-015井11#煤层压裂的微地震监测结果，并进

6、行分析韩3-1-015井11#煤层压裂的微地震监测结果二.煤层压裂裂缝规律裂缝形态：根据压裂基础理论，结合煤层压裂地质特征，以现场裂缝监测结果为依据，综合判定煤层压裂所形成的水力裂缝为裂缝网络，平面上呈不规则的椭圆形；为便于研究和计算，平面上简化为基本规则的椭圆形煤层压裂裂缝模型以井为中心，基本呈对称分布该裂缝网络主要由主裂缝、次裂缝、微细裂缝交织而成，可形象化比喻为交通网络，其中主裂缝是高速公路，次裂缝是普通公路，微细裂缝是乡村小道主裂缝，从井筒向外，沿最大主应力方向延伸次裂缝，连接于主裂缝开始延伸，大割

7、理微细裂缝，连接于次裂缝，小割理或微裂隙该裂缝模型可解释所有现场现象，易于被专业人士接受二.煤层压裂裂缝规律裂缝规模：为研究煤层压裂所形成水力裂缝的规模，对测斜仪监测结果和微地震监测结果进行统计分析9井14层压裂的裂缝监测结果井号煤层裂缝方位裂缝长轴/m裂缝短轴/m韩3-5-07711#NE1502001605#1701703#NE345340140韩3-5-08611#NE30180110韩3-1-01511#NW102701505#1601603#NE5039070WL2-018向111#NE40300

8、160合试511#NE452101005#NE4516050合试45#100100韩3-3-03911#NE57192韩3-4-08511#NE57238韩3-4-08611#NE5764水力裂缝在长轴方向的动态裂缝半长在85-195m之间，平均为119m；在短轴方向的动态裂缝半长在50-85m之间，平均为63.5m；长轴与短轴之比为1:0.53为便于后面研究和计算，设定裂缝规模：长轴、短轴方向的动态裂缝半长分别