1、石油类毕业论文：煤层压裂改造1 引言煤层压裂改造可有效地将井孔与煤层天然裂隙连通起来，从而在排水采气时，更广泛地分配井孔附近的压降，增加产能，增大气体解吸速率。因此，在煤层气勘探开发中，压裂改造作为一种重要的强化措施，已得到普遍应用。然而，由于我国煤层气勘探开发起步晚、技术落后，尤其压裂改造工艺技术还没有作系统研究，为此，我处经过四年科技攻关，研究成功了煤层压裂改造配套工艺技术，现场应用15口井33层煤，效果良好。2 煤层压裂改造配套工艺技术2.1 完井技术(1)采用全井下139.7mm(177.8mm)套管，低密度水泥浆固井工艺技术。(2)采用高密度深穿透射孔工艺技术。用102枪102弹(1
2、27弹)，孔密1632孔/m，螺旋布孔，相位角90，射开煤层或煤层和围岩，从而使射孔孔径超过12mm，有效穿透距离超过500m。这种完井技术稳固了井身，减少了煤层污染，有利于煤层分层压裂改造，能满足排水采气需要，经济可行。2.2 压裂设计技术研制成功了煤层气井三维压裂优化设计软件。该软件填补了国内空白，是国内第一套煤层气井压裂软件，到达国际先进水平。该软件在windows环境下开发，采用visualforwindows编程，模块化设计，算法先进可靠。它主要包含以下7个模型：(1)产量动态预测模型(2)经济评价模型(3)裂缝三维延伸模型(4)控制缝高模型(5)支撑剂运移分布模型(6)温度场模型(
3、7)优化设计模型运用该软件，可设计出最优压裂方案，到达最正确压裂效果。2.3 压裂液研制压裂液性能的好坏直接关系到压裂施工的成败及压后增产效果，根据煤层特性，研制出了适合煤层的压裂液系列。(1)清水：其矿化度与煤层水接近，不伤害煤层;(2)活性水：对煤层伤害轻微;(3)低温冻胶压裂液：主要由瓜尔胶、kcl、杀菌剂、外表活性剂、助排剂、交联剂、破胶剂等组成。其技术指标居国内领先水平，破胶后水化液粘度(20，24h)为1.00mpas，外表张力30mn/m，界面张力2mn/m，煤层伤害率16%。2.4 支撑剂优选煤层一般埋藏较浅，闭合压力低，选用天然石英砂(30mpa下破碎率12%)既可满足支撑裂
4、缝要求，又经济廉价。常用石英砂规格有4070目粉砂、2040目中砂和1220目粗砂。压裂加砂组合方式有4种：粉砂+中砂+粗砂;粉砂+粗砂;中砂+粗砂;粗砂。粉砂加在前置液中，以减少压裂液滤失，利于造缝;中砂和粗砂支撑裂缝，改善煤层渗透性;尾注粗砂可提高裂缝入口导流能力;单纯参加粗砂施工难度大，但压裂效果较好，并可防止排采时粉砂返吐堵塞裂缝。石英砂规格及加砂量可由软件模拟确定。2.5 压裂施工工艺技术(1)采用光套管注入压裂，降低管壁摩阻，从而降低施工泵压;(2)适当增大前置液注入量，以充分造缝，防止砂堵;(3)增大泵的注排量，提高压裂液效率，对薄煤层适当减小泵的注排量，以防止裂缝高度延伸过高而缩短缝长;(4)分段注砂，逐步提高砂化，增大支撑裂缝宽度，提高支撑裂缝导流能力;(5)适当减少顶替液量，确保裂缝入口的高导流能力;(6)控制压裂液返排速度，保证裂缝充分闭合，防止砂粒和煤粉返吐;(7)对多煤层井采用分层压裂改造，提高单煤层改造程度;(8)加强裂缝监测，优选压裂施工参数，指导压裂施工;(9)选用h-1000型压裂机组及配套设备、车辆，保证满足压裂施工需求。
