一种煤层固结再压裂方法、煤层气开采方法及其应用与流程

本发明涉及煤层气开发，特别涉及一种煤层固结再压裂方法、煤层气开采方法及其应用。

背景技术：

1、在对煤矿层中的煤层气进行开采时，由于煤层气储层渗透率低，若需高效开发必须经过高效的压裂，压裂改造体积的大小直接决定煤层气井产量的高低。由于煤层裂隙较为发育、弹性模量低、泊松比稿，在进行压裂改造时，压裂裂缝短，极容易导致压裂效果不佳。同时，煤层由于经受构造应力不同，煤体结构差异明显，具体情况如下：对于原生结构煤，弹性模量高，压裂裂缝较长，容易形成缝网，但是原生煤与其他岩层(例如泥岩层)相比裂隙也是较为发育，整体压裂效果相比油层气效果一般；而对于碎粒煤、糜棱煤等碎煤，弹性模量低、泊松比高，压裂裂缝较短，不容易形成裂缝缝网，导致煤层气井产量较低，产气效果差。同时对于经过水力压裂的煤储层而言，即使原来是原生结构煤，压裂后也变成了碎粒煤、糜棱煤等，因此再重复改造的话，都需要作为碎煤对待。

2、现有技术中有针对碎裂煤的间接顶板的压裂方法，即在碎煤发育的煤层顶板进行压裂，充分利用煤层顶板砂泥岩杨氏模量高、脆性大、易于造缝的优点，在顶板进行压裂，形成长缝，控制更大的面积，提高单井产量。

技术实现思路

1、发明人发现，上述针对煤层顶板进行压裂的方式，对于大面积泥质含量高的顶板和含水顶板并不能适用，压裂效果较差，因此迫切需要针对碎煤煤层进行预先处理，提高其杨氏模量和脆性，直接在煤层中形成复杂缝网以开采煤层气的技术手段。鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种煤层固结再压裂方法、煤层气开采方法及其应用。

2、第一方面，本发明实施例提供一种煤层固结再压裂方法，可以包括：

3、对目的煤层进行压裂以开启裂缝；

4、向所述目的煤层注入固结材料，以实现固结材料与所述目的煤层固结；

5、待固结材料凝固后，清理井筒；

6、对固结后的目的煤层进行射孔和再次压裂，以实现对目的煤层压裂改造。

7、可选的，所述对目的煤层进行压裂以开启裂缝之前，还可以包括：

8、识别所述目的煤层的煤体结构，以确定所述目的煤层的碎煤段分布；

9、相应的，对所述目的煤层中的碎煤段进行压裂以开启裂缝；

10、向所述碎煤段注入固结材料，以实现固结材料与所述碎煤段的碎煤固结。

11、可选的，所述识别目的煤层的煤体结构，可以包括：

12、基于所述目的煤层所对应的采气井的测井曲线，以及预先构建的参数井取心与对应位置测井曲线参数的对照关系，识别所述目的煤层的煤体结构；

13、其中，所述预先构建的参数井取心与对应位置测井曲线参数的对照关系是基于所述目的煤层所在区域的参数井取心与测井曲线参数预先构建的。

14、可选的，所述参数井取心对应的煤体结构包括原生煤、碎裂煤、碎粒煤、糜棱煤。

15、可选的，所述向所述碎煤段注入固结材料，可以包括：

16、使用段塞式注入方式或一次性注入方式，向所述碎煤段注入固结材料。

17、可选的，所述向所述碎煤段注入固结材料，可以包括：

18、向所述碎煤段注入固结材料，直至注入压力达到所述目的煤层的破裂压裂停止注入。

19、可选的，所述向所述碎煤段注入固结材料，可以包括：

20、按照所述固结材料的密度由小到大，依次向所述碎煤段注入所述固结材料。

21、可选的，所述向所述碎煤段注入固结材料之后，还可以包括：向井内注入清水以将井筒内的固结材料全部顶替入所述碎煤段内。

22、可选的，所述对固结后的目的煤层进行射孔和再次压裂之前，还可以包括：

23、对所述目的煤层所对应的采气井再次进行测试，以确定固结后的所述目的煤层的固结效果；

24、基于所述固结后的所述目的煤层的固结效果，确定射孔位置。

25、可选的，所述对所述碎煤段进行压裂以开启裂缝，可以包括：

26、判断所述碎煤段是否已进行过压裂操作；

27、若是，则基于先前压裂时使用的射孔孔眼进行前置液压裂；

28、否则，先对所述碎煤段进行射孔，然后再对所述碎煤段进行压裂。

29、可选的，未进行压裂操作的碎煤段进行压裂时的压裂排量，相对于已进行过压裂操作的碎煤段再次进行压裂时的压裂排量大。

30、第二方面，本发明实施例提供一种第一方面所述的煤层固结再压裂方法在煤层气开采工艺中的应用。

31、第三方面，本发明实施例提供一种煤层气开采方法，可以包括：

32、基于第一方面所述的煤层固结再压裂方法对所述目的煤层进行压裂改造。

33、本发明实施例中提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

34、本发明实施例中提供了一种煤层固结再压裂方法、煤层气开采方法及其应用，上述煤层固结再压裂方法，在裂隙发育的煤层中注入固结材料，侯凝后再射孔加砂压裂，大幅提高碎煤泄流面积，进而提高煤层气井产气量。本方法是一种提高碎煤煤层气井产量的重要手段，克服了煤层裂隙系统发育、弹性模量低、泊松比高导致压裂裂缝短的缺点，尤其是以往直接对碎煤进行压裂形成的裂缝短的技术弊端；同时，相比于采用顶板压裂，克服了顶板压裂难以沟通煤层的缺点。进一步的，本发明实施例中提供的上述方法对于全部的碎煤发育的煤层也可适用，推广范围广、应用价值大。

35、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

36、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种煤层固结再压裂方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对目的煤层进行压裂以开启裂缝之前，还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述识别目的煤层的煤体结构，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述参数井取心对应的煤体结构包括原生煤、碎裂煤、碎粒煤、糜棱煤。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述向所述碎煤段注入固结材料，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述向所述碎煤段注入固结材料，包括：

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述向所述碎煤段注入固结材料，包括：

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述向所述碎煤段注入固结材料之后，还包括：向井内注入清水以将井筒内的固结材料全部顶替入所述碎煤段内。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对固结后的目的煤层进行射孔和再次压裂之前，还包括：

10.根据权利要求2～9中任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述碎煤段进行压裂以开启裂缝，包括：

11.一种如权利要求1～10中任一项所述的煤层固结再压裂方法在煤层气开采工艺中的应用。

12.一种煤层气开采方法，其特征在于，包括：

技术总结本发明公开了一种煤层固结再压裂方法、煤层气开采方法及其应用，该煤层固结再压裂方法可以包括：对目的煤层进行压裂以开启裂缝；向目的煤层内注入固结材料，以实现固结材料与目的煤层固结；待固结材料凝固后，清理井筒；对固结后的目的煤层进行射孔和再次压裂，以实现对目的煤层压裂改造。该方法克服了煤层裂隙系统发育、弹性模量低、泊松比高导致压裂裂缝短的缺点，尤其是以往直接对碎煤进行压裂形成的裂缝短的技术弊端；同时，相比于采用顶板压裂，克服了顶板压裂难以沟通煤层的缺点。进一步的，本发明提供的上述方法对于全部的碎煤发育的煤层也可适用，推广范围广、应用价值大。技术研发人员：胡秋嘉,张聪,贾慧敏,张文胜,乔茂坡,吴定泉,刘春春,王琪,金国辉,郭晶,马超受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26