1.本发明涉及煤层气井开发技术领域，特别涉及一种薄层煤层气井高效开发方法。
背景技术：
2.煤层气资源量巨大，据统计，我国2000m以浅的煤层气地质资源量达到了36.8
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m3，作为非常规清洁能源，煤层气的高效开发对保障我国能源供应具有十分重要的意义。
3.煤层气开发步骤一般分为三个阶段。首先是钻井，经过不断的现场实践，我国煤层气钻井形成了定向井为主、水平井为辅的钻井模式，水平井单井产量高，但由于其成本较定向井上升，经济效益并无明显优势；其次是压裂，煤层气低孔、低渗的特点决定了其必须经过压裂改造才能产气。
4.目前煤层气比较普遍的压裂改造工艺是活性水压裂工艺，压裂液以降低煤层伤害、增加返排为目标，液体体系配方一般包括清水、杀菌剂、助排剂，施工时采用6-8m3/min的泵注排量，加砂量35-50m3，该压裂工艺虽然取得了一定的改造效果，但单井产量不及预期，不能有效满足煤层气的效益开发；最后是排采，煤层气必须经过排水降压才能产气，借鉴于常规油开发，目前最常用的排液工艺是抽油机+管式泵排液，基于对煤岩储层保护的考虑，“持续、缓慢、稳定”成为煤层气开发的基本原则，因此煤层气井一般需要经过2年左右的排采时间才能达到稳定产能，排采见效慢，投资风险也大大提高，严重制约了煤层气的大规模开发。
5.cn108240209b公开了一种煤层气井二次压裂的方法，该方法包括：开启压裂车组，并通过压裂车组向目标煤层气井内泵注压裂液，进行小规模压裂，以疏通储层中原有裂缝。向目标煤层气井内投入小于射孔孔眼数目的多个封堵球，与此同时，利用压裂车组向目标煤层气井内泵注活性水压裂液，封堵球在活性水压裂液压力作用下对原有压裂缝的射孔孔眼进行封堵。采用压裂车组向目标煤层气井内继续泵注压裂液进行中规模压裂，在储层中形成新的压裂缝。关闭压裂车组，待封堵球离开射孔孔眼落入井底后，将封堵球返排至地面，完成二次压裂。采用该方法主要解决煤层气井由于初次压裂改造范围小造成的产气量低的问题。
6.cn109209320b公开了一种煤层气井的二次压裂方法，所述方法包括：获取煤层气井的声波时差测井曲线及所述煤层气井所在地层的煤层段的深度范围；根据所述声波时差测井曲线及所述煤层段的深度范围，确定所述煤层气井的顶板段的深度范围，并在所述顶板段上确定射孔位置；将所述射孔位置之下的第一孔眼封堵；在所述射孔位置进行射孔形成第二孔眼；向所述煤层气井的井筒内注入压裂液，使所述压裂液通过所述第二孔眼进入所述顶板段的地层内，进而使所述顶板段和所述顶板段与所述煤层段之间的地层产生裂缝。该方法通过在煤层顶板及煤层顶板与煤层段之间的地层产生沟通一次压裂裂缝与煤层天然割理裂缝的裂缝，改善煤层气井所在煤层的渗透性。
7.cn111931114b公开了一种煤层气井重复压裂选井快速决策方法，其包括如下步
骤：步骤1，获取各候选煤层气井的钻遇煤层资料、初次压裂资料和排采动态资料；步骤2，计算各候选煤层气井的重复压裂选井综合评价指标；步骤3，根据重复压裂选井综合评价指标排序结果，确定重复压裂潜力较大的煤层气井。该方法主要实现了煤层气井重复压裂选井的快速决策。
8.相较于常规煤层气开发，薄煤层厚度小于3m，在含气量与常规煤层相差不大的情况下，资源丰度更低，在煤层气开发共性问题均存在的背景下，效益开发的难度更大。
技术实现要素：
9.为解决以上所述问题，本发明提供一种薄层煤层气井高效开发方法。本发明方法通过大规模、多轮次压裂，提高煤层气定向井单层资源动用程度，从而大幅提高单井产量，实现煤层气定向井取得类似水平井的产气能力，同时在薄煤层实现大范围改造的基础上，优化煤层气排采方法，大幅缩短见气周期并能够持续稳产，实现薄煤层的效益开发。
10.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
11.本发明提供一种薄层煤层气井高效开发方法，所述方法包括以下步骤：
12.步骤1.钻完井，钻井井型为定向井；
13.步骤2.进行至少两次大规模压裂，施工排量16-20m3/min，单次加砂量400-600m3，单次压裂液用量3000-4000m3；最后一次压裂携砂液阶段伴注纤维；每一次压裂间隔期间采用注水保压，以小排量向地层注水，保证地层压力不低于裂缝闭合压力；
14.步骤3.采用快速排液的方式降压排采。
15.本发明所述施工排量能够提高缝内净压，开启更多微裂缝，提高裂缝复杂程度，同时增大支撑剂运移效率，所述加砂量与用液量能够在复杂缝网开启情况下，保障裂缝延伸的长度和有效支撑的半径。
16.进一步地，在步骤2中，压裂主体支撑剂采用40-70目石英砂。
17.进一步地，最后一次压裂携砂液阶段伴注纤维时采用段塞式伴入方式。伴注纤维的目的是因为随着加砂量的增多，后期排采地层出砂较为严重，纤维能够包裹砂粒形成大颗粒结合体，增大砂粒临界流速，从而达到较好的防砂效果。采用段塞式加砂能够形成阶梯屏障，进一步增大防砂作用。
18.进一步地，在步骤2中，最后一次压裂采用过顶替的方式，顶替量为3-5倍井筒容积。这样能够将近井地带堆积的部分压裂砂继续向裂缝深处推进，增大压裂砂运移至井筒所需要的距离，减少地层出砂。
19.进一步地，所述步骤2中，每次压裂携砂液阶段的加砂程序采用阶梯式快提的方式，以最少的液量达到主砂比阶段。
20.进一步地，在步骤2中，压裂液所用液体体系为减阻水；所述减阻水包括降阻剂和水，降阻剂质量分数为0.05％-0.1％；与清水摩阻相比，相同排量下所述减阻水降阻率需达到70％以上；同时减阻水的粘度在最低浓度下需达到6mpa.s以上。采用所述减阻水目的是为了使压裂液增加一定的携砂能力，从而加大压裂砂运移距离，增加有效支撑缝长。需要指出的是，由于煤层低压、低渗的特点，压裂液粘度不宜太大，否则不易返排，易对煤层造成伤害。
21.进一步地，在步骤3中采用快速排液的方式降压排采，投产1-3个月后达到稳定产
能。
22.进一步地，在步骤3中采用动态调整泵挂的方式提高薄层煤层气井排液产气效率，第一个阶段以排液为主，采用管式泵下至500-1000m浅抽排液，日产液能力需达到40-80m3/d；第二个阶段降压产气，采用抽油泵下至煤层顶界50-100m，降流压上产；第三个阶段稳定产气，采用抽油泵下至煤层附近稳定排液，保持气井稳定产气。
23.与现有技术相比，本发明具有以下优势：
24.本发明所述薄层煤层气井高效开发方法，提供了从钻完井、压裂到排采三个阶段的整体解决方案：
25.(1)钻完井方面，采用定向井井型钻完井，降低开发成本。
26.(2)压裂方面，采用大规模、多轮次压裂，一是能够克服煤层塑性强、改造范围短的难题，增大改造长度；二是能够提高缝内净压，开启更多微裂缝，提高裂缝复杂程度；三是能够增加裂缝的有效支撑长度。
27.每次压裂间隔期间采用小排量向地层注水保压，是为了保证地层压力不低于裂缝闭合压力，从而减少下次压裂时前置液用量，同时促使压裂裂缝沿老缝延伸，增加改造长度。最后一次携砂液阶段采用段塞式伴注纤维，是因为随着压裂规模的增大，后期排采出砂情况将变得较为严重，携砂液阶段加入纤维，通过纤维包裹砂粒形成大颗粒结合体，能够增大石英砂临界流速，形成一定的稳砂作用，同时采用段塞式加砂形成阶梯屏障，进一步增大防砂效果。最后一次压裂顶替液采用过顶替的方式，顶替液用量3-5倍井筒容积，能够减少近井地带堆积砂量，从而减少地层出砂。通过使用减阻水，与清水相比，能够降低摩阻70％以上，降低了对设备性能的要求，同时减阻水增加了一定的粘度，有助于携砂。
28.通过至少2次大规模压裂，能够大幅增加薄煤层定向井单层资源动用程度，达到类似水平井的改造效果，从而实现薄层煤层气定向井取得类似水平井的产气能力。
29.(3)排采方面，由于本方法所述压裂方案形成了大范围的有效支撑改造体积，煤层敏感性对产气效果造成的影响减弱，可通过快速排液的方式进行降压产气，根据薄层煤层气井不同阶段的排液特征，采用不同泵径、不同深度进行排采，大幅缩短了薄层煤层气井的见气周期，减少了投资回收期。
30.综上所述，本发明方法通过大规模、多轮次压裂，提高煤层气定向井单层资源动用程度，从而大幅提高单井产量，实现煤层气定向井取得类似水平井的产气能力，同时在薄煤层实现大范围改造的基础上，优化煤层气排采方法，大幅缩短见气周期并获得持续稳产，实现薄煤层的效益开发。
具体实施方式
31.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
32.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”、“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作以及它们的组合。
33.为解决以上所述问题，本发明提供一种薄层煤层气井高效开发方法，所述方法包括以下步骤：
34.步骤1.钻完井，钻井井型为定向井；
35.步骤2.进行至少两次大规模压裂，施工排量16-20m3/min，单次加砂量400-600m3，单次压裂液用量3000-4000m3；最后一次压裂携砂液阶段伴注纤维；每一次压裂间隔期间采用注水保压，以小排量向地层注水，保证地层压力不低于裂缝闭合压力，从而防止裂缝闭合，以便下一次压裂减少前置液用量，同时促使压裂裂缝沿老缝延伸，增加裂缝改造长度；
36.步骤3.采用快速排液的方式降压排采。
37.作为本发明一优选实施方式，在本发明要求的压裂规模下，一般压裂2-3次。实际实施中，可根据煤层的地质、工艺条件作出具体调整，但压裂次数不应小于2次，以保证较高的单井单层改造程度。本发明单次加砂量、液量可根据具体情况进行调整，但为保证改造效果，单次加砂量不应与本发明所要求的加砂量相差太大。
38.作为本发明一优选实施方式，在步骤2中，压裂主体支撑剂采用40-70目石英砂。
39.作为本发明一优选实施方式，最后一次压裂时先采用40-70目石英砂压裂，后采用30-50目石英砂尾追封口。
40.作为本发明一优选实施方式，最后一次压裂携砂液阶段伴注纤维时采用段塞式伴入纤维方式。
41.作为本发明一优选实施方式，将纤维分四段塞伴注，伴注纤维时先顶替10-15m3顶替液，然后以原砂比加入纤维，加纤维结束后需再次注入10-15m3顶替液；
42.前3次在加砂量分别达到150m3、250m3、350m3的时候开始伴注纤维，每次加入纤维100-200kg；第4次加入200-300kg纤维，且保证加砂和加纤维结束时间一致；纤维加注速度12-16kg/min。
43.作为本发明一优选实施方式，所述纤维需要满足纤度2.0
±
0.2detx，长度6.0
±
0.3mm，密度1.28-1.32g/cm3，分散性≤3级。
44.作为本发明一优选实施方式，所述步骤2中，每次压裂携砂液阶段的加砂程序采用阶梯式快提的方式，以最少的液量达到主砂比阶段。以提高综合砂液比为原则，尽可能提高主砂比数值。一般主砂比数值需达到15％以上，遇到特殊地层时，主砂比可适当调整。
45.作为本发明一优选实施方式，在步骤2中，最后一次压裂采用过顶替的方式，顶替量为3-5倍井筒容积。
46.作为本发明一优选实施方式，在步骤2中，压裂液所用液体体系为减阻水；所述减阻水包括降阻剂和水，降阻剂质量分数为0.05％-0.1％；与清水摩阻相比，相同排量下所述减阻水降阻率需达到70％以上；同时减阻水的粘度在最低浓度下需达到6mpa.s以上。本发明不对减阻水中的降阻剂配方做出具体限制，所述降阻剂满足增加一定的粘度、降低施工摩阻、对煤层低伤害三方面要求即可。
47.作为本发明一优选实施方式，在步骤3中采用快速排液的方式降压排采，投产1-3个月后达到稳定产能。
48.作为本发明一优选实施方式，在步骤3中采用动态调整泵挂的方式提高薄层煤层气井排液产气效率，第一个阶段以排液为主，采用抽油泵下至500-1000m浅抽排液，日产液能力需达到40-80m3/d；第二个阶段降压产气，采用抽油泵下至煤层顶界50-100m，降流压上
产；第三个阶段稳定产气，采用抽油泵下至煤层附近稳定排液，保持气井稳定产气。所述泵挂深度的选择，以地层出砂不影响机抽管柱正常工作的前提下实施快速排液为原则，可根据现场具体情况进行调整。
49.为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
50.实施例1
51.一种薄层煤层气井高效开发方法，以x井为例，所述方法包括：
52.步骤1.钻完井，采用定向井井型钻完井，钻遇的y号煤层垂厚1.3m，为典型的薄煤层。
53.步骤2.进行三次大规模压裂，第一次压裂采用40-70目石英砂，减阻水浓度0.05％，施工排量18m3/min，主砂比17％，加砂量501m3，压裂液用量3413m3；第二次压裂采用40-70目石英砂，减阻水浓度0.05％，施工排量18m3/min，主砂比17％，加砂量501m3，压裂液用量3285m3；第三次压裂采用40-70目石英砂+30-50目石英砂组合，减阻水浓度0.05％，施工排量18m3/min，主砂比17％，加砂量501m3，先加入40-70目石英砂451m3，尾追30-50目石英砂50m3，压裂液用量3315m3。
54.在第三次压裂过程中，在加砂量分别达到150、250、350m3时，分别顶替10m3顶替液，然后提砂比至原砂比17％伴注纤维100kg，纤维加注速度13kg/min，纤维加注结束后，分别继续顶替10m3顶替液，此后再以原砂比17％正常加砂；在加砂量达到460m3时，顶替10m3顶替液，然后提砂比至原砂比17％伴注纤维200kg，纤维加注速度15kg/min，纤维加入完毕后顶替3倍井筒容积结束施工。在第一次和第二次压裂结束后，分别以0.5m3/min的排量向地层小排量注水保压。
55.所述纤维需要满足纤度2.0
±
0.2detx，长度6.0
±
0.3mm，密度1.28-1.32g/cm3，分散性≤3级。
56.步骤3.采用快速排液的方式降压排采：首先采用φ70mm抽油泵下至751m大泵浅抽，正常日产液50m3/d；供液不足后，采用φ51mm抽油泵下至煤层顶界100m，降流压上产；供液不足后，采用φ44mm抽油泵下至煤层附近稳定排液，保持产气稳定。
57.x井投产36d后即达到了稳定产能，日稳产达到了18000m3/d，经济效益显著。
58.上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。