【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種合層開發煤層氣井高產水層段判識與封堵的方法，尤其是一種利用壓裂井口壓力變化數據、溢流液水化學指標值數據對合層開發煤層氣直井或定向井高產水層段進行綜合判識，并根據高產水層段所在位置分別實施相應的橋塞封隔或注水泥漿封堵的方法，屬于原位煤層氣地面開發。
技術介紹
1、煤層氣規模化開發能夠降低煤礦瓦斯事故發生幾率，減少煤礦生產中溫室氣體排放量，可產生顯著的經濟、環境、安全及社會效益。
2、由于單一煤層所賦存的煤層氣資源豐度較低，為了提高煤層氣井產量與煤層氣開發的經濟效益，煤系多煤層發育區就需要采用煤層氣合層開發的方式。目前煤系多煤層發育區煤層氣合層開發的具體工藝為：地面施工煤層氣直井或定向井，垂向穿過煤系多個煤層，下生產套管后固井在開發煤層段進行射孔完井，然后采用單層分壓或合層壓裂方式對多個煤層依次進行壓裂改造，最后通過排水降壓方式對多個煤層的煤層氣資源進行合層開發。而在多煤層煤層氣合層開發條件下，由于壓裂煤層附近斷裂構造普遍發育且具有一定的導水性，煤層水力壓裂改造中所形成的人工裂隙通常與構造裂隙導通，導致合層開發煤層氣井某些壓裂煤層段供液能力顯著增強，地層水大量補給導致煤層氣井排液儲層降壓困難，抑制了煤儲層壓降漏斗擴展及煤層氣解吸，導致合層開發煤層氣井產氣量持續較低或長期不產氣。
3、為了抑制高產水層段對煤層氣開發的不利影響，就需要在準確判識高產水層段位置的基礎上，采取相應的封隔或封堵措施抑制高產水層段的大量產水，促使煤儲層在排采過程中持續、穩定降壓與煤層氣高效產出，這就需要建立合層開發煤層氣
技術實現思路
1、技術問題：本專利技術的目的是要克服合層開發煤層氣直井或定向井多個煤層水力壓裂后高產水層段無法確定，難以根據高產水層段所在位置針對性的采取高產水層段封隔或封堵措施等問題，提供一種合層開發煤層氣井高產水層段判識與封堵的方法，利用壓裂井口壓力變化數據、溢流液水化學指標值數據對合層開發煤層氣直井或定向井高產水層段進行綜合判識，并根據高產水層段所在位置分別實施相應的橋塞封隔或注水泥漿封堵。
2、技術方案：為了實現上述目的，本專利技術的一種合層開發煤層氣井高產水層段判識與封堵的方法，其特征在于包括以下步驟：
3、(a)在地面施工具“二開”井身結構的煤層氣直井或定向井，自下而上依次對最下部壓裂煤層、中間壓裂煤層、最上部壓裂煤層進行分段水力加砂壓裂改造；
4、(b)壓裂施工過程中，連續記錄壓裂井口壓力變化，并在壓裂泵車停泵后3小時內連續記錄壓裂井口壓力下降過程，據此判斷各煤層壓裂過程中所形成的人工裂縫是否與井筒周圍斷裂構造連通；
5、(c)水力壓裂施工結束24小時后，開展放溢流作業，連續監測溢流液水化學指標值變化情況，并與注入壓裂液水化學指標值進行對比，進而判斷煤層氣井是否存在高產水層段及壓裂煤層富水性強弱；所測試的溢流液水化學指標值、注入壓裂液水化學指標值包括ec值、tds值、鹽度值、cl-濃度值；
6、(d)綜合壓裂井口壓力變化與溢流液水化學指標值變化對斷裂構造連通性、高產水層段是否存在及壓裂煤層富水性強弱的判斷，對煤層氣井高產水層段進行判識；
7、(e)當判斷煤層氣井存在高產水層段時，根據高產水層段所在位置判識結果，分別實施相應的高產水層段封堵措施；
8、(f)高產水層段封堵后，開展鉆塞、通井、洗井作業，井上下安裝排采設備后進行長期排水采氣。
9、步驟(a)中，所述的定向井的最大井斜不超過35°，以保證分段水力壓力、高產水層段封堵井下作業工作順利開展；最下部壓裂煤層與中間壓裂煤層的垂向距離不小于30m，以保證最下部壓裂煤層封堵后存在設定深度的沉砂口袋。
10、步驟(a)中，所述的分段水力加砂壓裂改造采用可溶式橋塞封隔，以保證在放溢流過程中最下部壓裂煤層、中間壓裂煤層、最上部壓裂煤層同時向井口溢流。
11、步驟(b)中，所述的壓裂井口壓力在壓裂施工過程中存在三種變化情況：一是壓裂井口壓力持續略高于壓裂煤層最小主應力，并在壓裂泵車停泵后壓裂井口壓力快速下降，在停泵后的3小時內逐漸穩定，并維持在略高于壓裂煤儲層壓力的水平，此壓裂井口壓力曲線屬于人工裂隙與斷裂構造未連通型壓裂曲線；二是壓裂井口壓力持續顯著低于壓裂煤層最小主應力，并在壓裂泵車停泵后壓裂井口壓力快速下降并穩定，且維持在明顯低于煤儲層壓力的水平，此壓裂井口壓力曲線屬于井筒與構造裂隙直接連通型壓裂曲線；三是壓裂井口壓力在壓裂施工過程中前期較高，后顯著下降至前期的50％左右，停泵后快速下降并穩定，且維持在明顯低于煤儲層壓力的水平，此壓裂井口壓力曲線屬于人工裂隙延伸過程中連通構造裂隙型壓裂曲線。
12、步驟(b)中，所述判斷各煤層壓裂過程中所形成的人工裂縫是否與井筒周圍斷裂構造連通的方法是：當壓裂曲線類型為人工裂隙與斷裂構造未連通型壓裂曲線時，表明該壓裂層段壓裂過程中所產生的人工裂縫不與井筒周圍斷裂構造連通，且后續排采過程中不存在高產水的可能；當壓裂曲線類型為井筒與構造裂隙直接連通型壓裂曲線或人工裂隙延伸過程中連通構造裂隙型壓裂曲線時，表明該壓裂層段壓裂過程中所產生的人工裂縫已經與井筒周圍斷裂構造連通，且后續排采過程中具有高產水的可能。
13、步驟(c)中，所述的溢流液水化學指標值變化自放溢流開始時開始監測，至無溢流液產出時監測工作結束；溢流液、壓裂液采樣方法為使用體積為250ml的一次性采樣瓶，采樣瓶用所采水樣沖洗3次，取樣時水樣裝滿整瓶，現場進行溢流液水化學指標值、注入壓裂液水化學指標值測試；溢流液水化學指標值采樣與測試頻率為每2小時測試1次。
14、步驟(c)中，所述的判斷煤層氣井是否存在高產水層段及壓裂煤層富水性強弱的方法：當放溢流過程中所測得溢流液水化學指標值相對穩定，且略低于注入壓裂液水化學指標值，為注入壓裂液水化學指標值的90％左右，則該曲線為無高產水層段且壓裂煤層富水性弱條件下溢流液水化學指標曲線，反映煤層氣直井或定向井中無高產水層段且壓裂煤層富水性弱，后續排采過程中不存在高產水的可能；當放溢流過程中所測得溢流液水化學指標值逐漸下降，且在放溢流結束時下降至注入壓裂液水化學指標值的60％左右，則該曲線為無高產水層段且壓裂煤層富水性中等條件下溢流液水化學指標曲線，反映煤層氣直井或定向井中無高產水層段且壓裂煤層富水性中等，后續排采過程中不存在不可控的異常高產水情況；當放溢流過程中所測得溢流液水化學指標值快速下降，且在放溢流結束時下降至注入壓裂液水化學指標值的30％以下，則該曲線為有高產水層段或壓裂煤層富水性強條件下溢流液水化學指標曲線，反映煤層氣直井或定向井中有高本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種合層開發煤層氣井高產水層段判識與封堵的方法，其特征在于包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的合層開發煤層氣井高產水層段判識與封堵的方法，其特征在于：步驟(a)中，所述的定向井的最大井斜不超過35°，以保證分段水力壓力、高產水層段封堵井下作業工作順利開展；最下部壓裂煤層(10)與中間壓裂煤層(11)的垂向距離不小于30m，以保證最下部壓裂煤層(10)封堵后存在設定深度的沉砂口袋。
3.根據權利要求1所述的合層開發煤層氣井高產水層段判識與封堵的方法，其特征在于：步驟(a)中，所述的分段水力加砂壓裂改造采用可溶式橋塞封隔，以保證在放溢流過程中最下部壓裂煤層(10)、中間壓裂煤層(11)、最上部壓裂煤層(12)同時向井口(8)溢流。
4.根據權利要求1所述的合層開發煤層氣井高產水層段判識與封堵的方法，其特征在于：步驟(b)中，所述的壓裂井口壓力(25)在壓裂施工過程中存在三種變化情況：一是壓裂井口壓力(25)持續略高于壓裂煤層最小主應力，并在壓裂泵車停泵后壓裂井口壓力(25)快速下降，在停泵后的3小時內逐漸穩定，并維持在略高于壓裂煤儲層壓力的
5.根據權利要求1所述的合層開發煤層氣井高產水層段判識與封堵的方法，其特征在于：步驟(b)中，所述判斷各煤層壓裂過程中所形成的人工裂縫是否與井筒周圍斷裂構造連通的方法是：當壓裂曲線類型為人工裂隙與斷裂構造未連通型壓裂曲線(28)時，表明該壓裂層段壓裂過程中所產生的人工裂縫不與井筒周圍斷裂構造連通，且后續排采過程中不存在高產水的可能；當壓裂曲線類型為井筒與構造裂隙直接連通型壓裂曲線(29)或人工裂隙延伸過程中連通構造裂隙型壓裂曲線(30)時，表明該壓裂層段壓裂過程中所產生的人工裂縫已經與井筒周圍斷裂構造連通，且后續排采過程中具有高產水的可能。
6.根據權利要求1所述的合層開發煤層氣井高產水層段判識與封堵的方法，其特征在于：步驟(c)中，所述的溢流液水化學指標值(32)變化自放溢流開始時開始監測，至無溢流液產出時監測工作結束；溢流液、壓裂液采樣方法為使用體積為250ml的一次性采樣瓶，采樣瓶用所采水樣沖洗3次，取樣時水樣裝滿整瓶，現場進行溢流液水化學指標值(32)、注入壓裂液水化學指標值(33)測試；溢流液水化學指標值(32)采樣與測試頻率為每2小時測試1次。
7.根據權利要求1所述的合層開發煤層氣井高產水層段判識與封堵的方法，其特征在于：步驟(c)中，所述的判斷煤層氣井是否存在高產水層段及壓裂煤層富水性強弱的方法：當放溢流過程中所測得溢流液水化學指標值(32)相對穩定，且略低于注入壓裂液水化學指標值(33)，為注入壓裂液水化學指標值(33)的90％左右，則該曲線為無高產水層段且壓裂煤層富水性弱條件下溢流液水化學指標曲線(34)，反映煤層氣直井或定向井中無高產水層段且壓裂煤層富水性弱，后續排采過程中不存在高產水的可能；當放溢流過程中所測得溢流液水化學指標值(32)逐漸下降，且在放溢流結束時下降至注入壓裂液水化學指標值(33)的60％左右，則該曲線為無高產水層段且壓裂煤層富水性中等條件下溢流液水化學指標曲線(35)，反映煤層氣直井或定向井中無高產水層段且壓裂煤層富水性中等，后續排采過程中不存在不可控的異常高產水情況；當放溢流過程中所測得溢流液水化學指標值(32)快速下降，且在放溢流結束時下降至注入壓裂液水化學指標值(33)的30％以下，則該曲線為有高產水層段或壓裂煤層富水性強條件下溢流液水化學指標曲線(36)，反映煤層氣直井或定向井中有高產水層段或壓裂煤層富水性強，后續排采過程中存在不可控的異常高產水情況，煤層氣直井或定向井排采前需開展高產水層段封堵作業。
8.根據權利要求1所述的合層開發煤層氣井高產水層段判識與封堵的方法，其特征在于：步驟(d)中，所述的高產水層段的判識方法，首先根據合層開發煤層氣井分層壓裂過程中壓裂井口壓力(25)變化曲線確定可能高產水層段，且穩定后的壓裂井口壓力(25)越低，該壓裂層段高產水的可能性越大；其次，根據合層開發煤層氣井放溢流過程中溢流液水化學指標值(32)變化曲線確定...
【技術特征摘要】
1.一種合層開發煤層氣井高產水層段判識與封堵的方法，其特征在于包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的合層開發煤層氣井高產水層段判識與封堵的方法，其特征在于：步驟(a)中，所述的定向井的最大井斜不超過35°，以保證分段水力壓力、高產水層段封堵井下作業工作順利開展；最下部壓裂煤層(10)與中間壓裂煤層(11)的垂向距離不小于30m，以保證最下部壓裂煤層(10)封堵后存在設定深度的沉砂口袋。
3.根據權利要求1所述的合層開發煤層氣井高產水層段判識與封堵的方法，其特征在于：步驟(a)中，所述的分段水力加砂壓裂改造采用可溶式橋塞封隔，以保證在放溢流過程中最下部壓裂煤層(10)、中間壓裂煤層(11)、最上部壓裂煤層(12)同時向井口(8)溢流。
4.根據權利要求1所述的合層開發煤層氣井高產水層段判識與封堵的方法，其特征在于：步驟(b)中，所述的壓裂井口壓力(25)在壓裂施工過程中存在三種變化情況：一是壓裂井口壓力(25)持續略高于壓裂煤層最小主應力，并在壓裂泵車停泵后壓裂井口壓力(25)快速下降，在停泵后的3小時內逐漸穩定，并維持在略高于壓裂煤儲層壓力的水平，此壓裂井口壓力(25)曲線屬于人工裂隙與斷裂構造未連通型壓裂曲線(28)；二是壓裂井口壓力(25)持續顯著低于壓裂煤層最小主應力，并在壓裂泵車停泵后壓裂井口壓力(25)快速下降并穩定，且維持在明顯低于煤儲層壓力的水平，此壓裂井口壓力(25)曲線屬于井筒與構造裂隙直接連通型壓裂曲線(29)；三是壓裂井口壓力(25)在壓裂施工過程中前期較高，后顯著下降至前期的50％左右，停泵后快速下降并穩定，且維持在明顯低于煤儲層壓力的水平，此壓裂井口壓力(25)曲線屬于人工裂隙延伸過程中連通構造裂隙型壓裂曲線(30)。
5.根據權利要求1所述的合層開發煤層氣井高產水層段判識與封堵的方法，其特征在于：步驟(b)中，所述判斷各煤層壓裂過程中所形成的人工裂縫是否與井筒周圍斷裂構造連通的方法是：當壓裂曲線類型為人工裂隙與斷裂構造未連通型壓裂曲線(28)時，表明該壓裂層段壓裂過程中所產生的人工裂縫不與井筒周圍斷裂構造連通，且后續排采過程中不存在高產水的可能；當壓裂曲線類型為井筒與構造裂隙直接連通型壓裂曲線(29)或人工裂隙延伸過程中連通構造裂隙型壓裂曲線(30)時，表明該壓裂層段壓裂過程中所產生的人工裂縫已經與井筒周圍斷裂構造連通，且后續排采過程中具有高產水的可能。
6.根據權利要求1所述的合層開發煤層氣井高產水層段判識與封堵的方法，其特征在于：步驟(c)中，所述的溢流液水化學指標值(32)變化自放溢流開始時開始監測，至無溢流液產出時監測工作結束；溢流液、壓裂液采樣方法為使用體積為250ml的一次性采樣瓶，采樣瓶用所采水樣沖洗3次，取樣時水樣裝滿整瓶，現場進行溢流液水化學指標值(32)、注入壓裂液水化學指標值(33)測試；溢流液水化學指標值(32)采樣與測試頻率為每2小時測試1次。
7.根據權利要求1所述的合層開發煤層氣井高產水層段判識與封堵的方法，其特征在于：步驟(c)中，所述的判斷煤層氣井是否存在高產水層段及壓裂煤層富水性強弱的方法：當放溢流過程中所測得溢流液水化學指標值(32)相對穩定，且略低于注入壓裂液水化學指標值(33)...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王少雷，向剛，趙福平，魏元龍，趙凌云，郭志軍，楊永宇，趙恒儀，熊渝，陳學華，王帥琪，周效志，
申請(專利權)人：貴州省油氣勘查開發工程研究院，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。