用于深部煤层气井储层的强化缝网的压裂方法与流程

本发明属于煤层气井储层压裂，具体涉及用于深部煤层气井储层的强化缝网的压裂方法。

背景技术：

1、储层渗流能力是深部煤层气井勘探开发的关键性能。要最大限度的提高目标储层的渗流能力，对后期煤层气的解析和渗出，提高单井产气效果，都十分必要和有利。目前，我国针对1500m以深的储层压力改造方法，主要采用“超大、超密、充分支撑体积缝网”的极限体积压裂技术，通过不断增大压裂施工参数，进行目标储层的渗流改造，提高储层渗透性。然而，这种方法也具有一些问题：（1）压裂规模越大，对周边邻井产生的井间干扰影响越大，特别是邻近井台正在施工的钻井作业或是已经投入生产的排采井，很容易出现邻近正在钻井的井涌、溢流；或者，完钻井套管的措断、变形或挤毁；或者，排采井产气量下降、产水量增加、井台压力波动等情况的发生，最终造成一些部署井无法进行后期的压裂投产；（2）当压裂施工参数达到设定的最大规模值之后，不能再通过增大压裂施工参数来提高储层渗流能力。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供用于深部煤层气井储层的强化缝网的压裂方法，对于多口竖井（直井或丛式井）或多口水平井，传统的压裂是压裂完第一口井并排出压力液后，再压裂下一口井，直至挨个压裂完一个井台的多口井；本发明是对多口井采用依次交替射孔、压裂的方式，再统一排液，使压裂时深部地层更容易产生裂缝和连通已压裂的裂缝和裂隙，最大限度地扩展改造体积，增强缝间干扰，从而形成复杂的缝网规模，提高超大体积压裂的效果。

2、所述用于深部煤层气井储层的强化缝网的压裂方法，包括以下步骤：

3、（1）对于同一层深部储层，根据煤层气地质性质的不同，将同一个储层划分为若干个压裂区域，一个压裂区域内设置至少一个井台，一个井台包括至少两口竖井或两口水平井；

4、（2）设置竖井或水平井的位置，然后钻井；

5、（3）同一个压裂区域内的不同井台不同时施工，要按照先后顺序依次施工；

6、对于同一个井台，依次对不同的井进行交替射孔和压裂，上一口井射孔后，下一口井再射孔，同时上一口井进行压裂，同一个井台的所有井压裂完成后，暂不排液，按照上述方法进行同一压裂区域的其它井台的射孔和压裂，直至该压裂区域的所有井台全部射孔、压裂完成后，再进行再统一排出所有井台的压裂液。

7、可选的，步骤（1）中，所述煤层气地质性质包括地质条件和地质特征，具体包括地质构造、水文条件、煤层含气量、渗透率、埋深和厚度，同一压裂区域内避让断层；同一压裂区域的地质条件和地质特征相同或相似。

8、本发明为了避免不同井台的相互干扰，将相似或相同煤层气地质性质的相邻区域划分为同一个压裂区域，不同压裂区域之间适当加大井网间距，以便能有效避免钻井、压裂、排采等施工与生产之间的相互干扰。

9、进一步可选的，步骤（1）中，不同压裂区域之间井的间距大于所述深部储层所在地区的最大裂缝长度的4倍，以避免不同井的相互干扰；

10、由于不同地区的地应力、煤质、孔隙度、渗透率、岩石力学等参数的差异，采用数学模型及测试资料进行理论计算，结合微地震监测，得出对应深部储层所在地区的最大裂缝长度。

11、可选的，步骤（2）中，需要考虑地表因素、地下因素和钻井工程条件的影响，根据实际征地情况，调整井台坐标，优化不同井的靶点位置；对于竖井，需要考虑钻井井眼防碰问题的发生，设计合适的钻井施工位置和顺序。

12、可选的，步骤（2）中，同一井台的若干口竖井的顶部井口处于所属井台的范围内，竖井包括直井和丛式井两种形式，直井垂直向下进入深部储层；丛式井倾斜向下进入深部储层，同一井台的若干口丛式井呈发散状、向着远离彼此的方向、向外倾斜。

13、可选的，步骤（2）中，同一井台的若干口水平井的竖直段呈发散状、向着远离彼此的方向、向外倾斜，若干口水平井的水平段并列设置且处于相同或相近的深度位置，水平段向着远离对应的竖直段的方向延伸；

14、沿着水平段的长度方向设置若干个压裂段，用于进行射孔和压裂作业。

15、可选的，步骤（3）中，不同压裂区域的井可同时压裂施工。

16、任选的，步骤（3）中，对于同一个井台包括若干口竖井，采用体积压裂方法，具体包括以下步骤：

17、（a）竖井一进行目标储层的射孔作业；

18、（b）竖井一射孔完成后，射孔设备移至竖井二内，进行竖井二的射孔作业，同时，竖井一进行目标储层的压裂作业；

19、（c）竖井二射孔完成后，射孔设备移至下一口竖井内，进行下一口竖井的射孔作业，竖井一压裂完后，暂不排液，同时，竖井二进行目标储层的压裂作业；

20、按照上述施工方法和顺序，对若干口竖井依次射孔和压裂，且均不排液；

21、（d）待同一压裂区域的其它井台的井全部完成射孔和压裂后，该压裂区域的所有竖井统一排出压裂液。

22、任选的，步骤（3）中，对于同一个井台包括若干口水平井，每口水平井具有各自的射孔设备和压裂设备，每口水平井内设有若干个压裂段，若干个压裂段沿着水平井的长度方向均匀设置，采用体积压裂方法，具体包括以下步骤：

23、（i）水平井一的压裂段一进行目标储层的射孔作业；

24、（ii）水平井一的压裂段一射孔完成后，水平井二的压裂段一进行射孔作业，同时水平井一的压裂段一进行目标储层的压裂作业；

25、（iii）水平井二的压裂段一射孔完成后，下一口水平井的压裂段一进行射孔作业，水平井一的压裂段一压裂完后，暂不排液，对水平井二的压裂段一进行压裂作业；

26、（iv）步骤（iii）的所述下一口水平井的压裂段一射孔完成后，对再下一口水平井的压裂段一进行射孔作业，水平井二的压裂段一压裂完后，暂不排液，对下一口水平井的压裂段一进行压裂作业；

27、按照上述施工方法和顺序，对若干口水平井的压裂段一依次射孔和压裂，且均不排液；

28、（v）按照上述施工方法和顺序，对若干口水平井的压裂段二依次射孔和压裂，且均不排液；

29、（vii）按照上述施工方法和顺序，对若干口水平井的若干个压裂段依次射孔和压裂，且均不排液；

30、（viii）待该井台最后一口水平井的最后一个压裂段压裂完成后，该井台的所有水平井均不排液；

31、待同一压裂区域内的其它井台的最后一口水平井的最后一个压裂段压裂完成后，该压裂区域的所有水平井的所有压裂段统一排出压裂液。

32、同一口水平井内，越远离井台的压裂段越先压裂。

33、可选的，步骤（3）中，体积压裂完之后，采用放喷排液的方法，将储层中的压裂液返排出储层，然后安装举升设备，启抽投产试采煤层气。

34、可选的，步骤（3）中，竖井采用定向射孔的方式，水平井采用分簇射孔方式；射孔方向为本领域常规模式即可。

35、可选的，所述竖井或水平井压裂段的射孔密度通过以下公式确定：

36、；

37、其中，wpm为射孔密度，个/m；p孔眼为射孔孔眼摩擦损失的压力降，mpa；ρ为压裂液密度，kg/m3；st为完井表皮系数，无量纲；q为压裂液的排量，m3/min；cd为泵输送压裂液的流量系数，无量纲；d为射孔的孔径，mm；hp为射孔的射开厚度，m。

38、所述p孔眼通过以下公式确定：

39、；

40、其中，p破裂为目标储层的破裂压力，mpa；p地层为目标储层的岩石破裂压力，mpa。

41、所述st通过以下公式确定：

42、；

43、其中，sbf为局部射开地层的表皮系数；sp为射孔表皮系数；sal为井斜表皮系数；sz为本次压裂方法特有的表皮系数；以上参数均无量纲。

44、所述sz通过以下公式确定：

45、；

46、其中，k为目标储层的渗透率，md；ps为相邻的最近的井压裂完后未排液的地层压力，mpa；pwf为井筒外侧周围的地层压力，mpa；μ为压裂液黏度，mpa·s。

47、本发明通过深部储层的压裂区域划分，在不同压裂区域之间设计较大的井距间隔，在同一个压裂区域内，设计步骤（3）所述的交替射孔和压裂作业方法，有效规避了以往生产过程中钻井、压裂、排采交叉作业时，不同井的相互干扰。

48、步骤（3）的多井交替射孔和压裂、且暂不排液的方式，使得储层一直处于较高的压力状态下，促使储层裂缝产生不规则转向，进一步强化裂缝之间的勾连，产生更大、规模更加复杂的缝网，实现最大化的沟通储层裂缝和孔隙，增大储层的渗透性，提高井的产气量，降低压裂成本，缩短建设和投产周期。

49、步骤（3）的方法配合目前的极限体积压裂技术，可最大化改善储层渗流条件，有利于煤层气产出，提高部署井的产气效果。