彬长矿区低煤阶煤层水力压裂工艺研究

摘要

目前，我国的煤层气勘探开发大多集中在中、高煤阶含煤区，而低煤阶含煤区因其煤层气资源较为丰富而逐渐为人关注，并在新疆阜康、陕西彬长等地取得了单井产量的突破。但是针对低煤阶煤层特点的开发研究滞后，导致相应的压裂改造工艺针对性不强，因此，加强对低煤阶煤层特点的研究，探索合适的压裂工艺对我国低煤阶煤层气的规模开发具有重要意义。
　　本文在综合调研的基础上，分析了彬长矿区煤储层地质条件，总结影响煤层压裂效果的因素包括地质因素和工程因素，运用灰色关联度法确定了影响彬长矿区水力压裂效果各因素的显著性。通过配伍性、防膨率评价等实验优选出压裂液体系；通过对研究区储层力学参数及常用支撑剂性能指标的对比筛选支撑剂类型；采用工程效果对比优选出降滤失工艺；利用CBM-SIM软件确定合理的裂缝长度，运用Fracpro PT软件进行压裂施工效果模拟，优选出适合研究区的压裂施工参数，为彬长矿区煤层气的下一步规模化开发提供借鉴。
　　本次研究的成果主要体现为：（1）运用灰色关联度法，确定了施工排量、砂比和煤层厚度是影响彬长矿区煤层水力压裂效果的主要因素；（2）针对彬长矿区低煤阶煤层特点，通过配伍性实验确定地表水作为压裂用水，通过防膨率实验、伤害率实验确定了1.5％KCl作为添加剂的活性水压裂液；（3）前置液中添加粉砂（50~100目）2.0m3以上降滤失，排量8m3/min、加砂强度6m3/m，砂比10%~12%，前置液比26%~30%的压裂工艺为彬长矿区低煤阶煤层压裂开发的首选工艺。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

1 前言

1.1选题的目的和意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容和技术路线

1.4完成的工作量

2 彬长矿区煤储层地质条件

2.1矿区概况

2.2地层

2.3构造

2.4水文地质特征

2.5煤层及其顶底板特征

2.6煤储层特征

2.7本章小结

3 煤层水力压裂机理及影响因素分析

3.1煤层水力压裂的机理及模型应用

3.2煤层水力压裂效果影响因素

3.3本章小结

4 彬长矿区煤层水力压裂工艺优化

4.1研究区以往压裂资料分析

4.2压裂液优选

4.3支撑剂的选择

4.4降滤失工艺研究

4.5压裂参数优化

4.6本章小结

5 结论

参考文献

致谢

附录