煤层气水力压裂负效应分析与改造优化策略

"高阶煤水力压裂负效应分析及改造方法优化" 本文主要探讨了在煤层气开采过程中，水力压裂技术所引发的负面效应及其优化策略。水力压裂作为一种常见的储层改造手段，对于提高煤层气直井的渗透率具有重要作用，但同时也会对煤层气的开发产生一定的副作用。通过对沁水盆地南部煤层气田的水力压裂实际操作研究，作者们识别出了三个主要的负面效应：增大煤岩应力、水锁伤害和激动煤粉源。 增大煤岩应力是指水力压裂过程中，压力导致煤层内部应力分布发生变化，可能引起煤层结构的破坏，降低其稳定性。水锁伤害是指注入的压裂液在孔隙中的滞留，阻碍气体流动，降低气井产能。激动煤粉源则指的是压裂过程中煤体破碎产生的煤粉可能堵塞裂缝，影响气流通道。 为了减轻这些负面影响，研究者提出了一种创新的储层改造方法，即在煤层的中下部软煤带进行造穴，并在煤层顶板附近进行水力压裂。这种方法包含以下几个关键步骤： 1. 造穴层位选择：考虑到煤层的不同特性，选择合适的层位进行造穴，以避免过度破坏煤层结构。 2. 造穴液优化：在造穴液中加入适量的空气和煤粉分散剂，空气可以减少压裂液的密度，降低煤岩应力，而煤粉分散剂则有助于防止煤粉聚集，保持裂缝的通畅。 3. 喷射造穴工艺优化：采用脉冲式造穴方式，通过控制压力脉冲，可以更有效地破碎煤层，同时减少对煤层的过度刺激。 4. 水力压裂层位选择优化：在煤层顶板附近进行压裂，利用顶部岩石的天然支撑作用，降低煤岩应力的增加，并且有利于形成更大的裂缝网络。 研究表明，这种优化的改造方法能够有效地达到泄压、造缝和增透的目的，同时显著降低了对储层的负面效应，提高了煤层气的产量和经济效益。这种方法体现了工程技术与地质特征的紧密结合，为高阶煤层气的开采提供了新的思路和实践依据。 关键词：煤层气；水力压裂；应力；水锁伤害；煤粉；水力喷射；造穴 水力压裂在煤层气开采中的应用需要考虑其可能带来的副作用，并采取针对性的优化措施。通过技术创新和工艺改进，可以有效缓解这些问题，实现对储层的高效改造，促进煤层气资源的可持续开发。