間接壓裂技術(shù)提高煤層氣采收率的探討

劉蒙蒙

摘 要：探討提高煤層氣采收率的間接壓裂新方法。根據(jù)煤體基質(zhì)巖塊與裂縫的滲流物性規(guī)律，以及常規(guī)水力壓裂又很難適應(yīng)煤層的特殊地質(zhì)特性，提出在煤層相鄰的砂巖部位進(jìn)行壓裂構(gòu)想。其機(jī)理是煤巖的裂縫傳導(dǎo)率差，易被壓碎產(chǎn)生煤粉且有突出的各項(xiàng)異性、應(yīng)力集中的特點(diǎn)，煤層中的面割理垂直于煤層，垂向滲透率通常高于水平滲透率，面割理的方向性使煤層與間接壓裂誘導(dǎo)水力裂縫自動溝通，形成高傳導(dǎo)滲流通道，從而促進(jìn)煤層氣的解吸和滲流。

關(guān)鍵詞：煤層氣；間接壓裂；采收率；解吸

中圖分類號：TD842 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

在我國有著十分豐富的煤層氣資源，其在2000米以淺的儲量有30多萬億立方米。由于我國煤層特殊的儲層特征及參數(shù)，及煤層氣特殊的賦存和產(chǎn)出運(yùn)移規(guī)律，煤儲層滲透率普遍較低， 以致煤層氣開采的難度大，產(chǎn)氣速度慢，采收率低，產(chǎn)氣效果差。提高煤層氣的采收率不僅有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且可以大大降低煤礦開采時(shí)的瓦斯安全事故。為提高煤層氣采收率所研究和運(yùn)用最普遍的增產(chǎn)措施是對煤層就行壓裂，壓裂技術(shù)在國內(nèi)的石油天然氣開采及煤層氣開采已比較成熟，而我國對間接壓裂技術(shù)方面的研究還比較少和不成熟。

1 間接壓裂的地質(zhì)理論支持及優(yōu)點(diǎn)

由煤層氣壓裂特征可知常規(guī)水力壓裂直接對煤層進(jìn)行壓裂，容易造成砂堵、注入壓力高、煤粉堵塞、壓裂失效、裂縫形態(tài)復(fù)雜等不利因素。為了更好的提高壓裂效果，提出了間接壓裂的新方法。

間接壓裂其實(shí)質(zhì)就是不直接對煤層進(jìn)行壓裂改造，而是通過對煤層頂?shù)装寮皧A層進(jìn)行射孔、壓裂改造，通過在臨近層中形成垂直水力裂縫與煤層的有效溝通，間接實(shí)現(xiàn)對煤層改造目的，它的出發(fā)點(diǎn)在于以下兩點(diǎn)。

（1）煤層的裂隙割理系統(tǒng)與油藏裂隙系統(tǒng)不同，十分復(fù)雜。煤層的彈性模量低，很難將水力壓裂裂縫傳遞到煤層深部，且形成的割理復(fù)雜撓曲，而含煤層段的砂巖、粉砂巖具有良好的傳導(dǎo)水力裂縫的能力。

（2）煤層割理分為面割理及端割理，面割理傳導(dǎo)能力優(yōu)于端割理。面割理一般垂直于煤層，所以煤層垂直方向的滲透率高于水平方向的滲透率。因此人造水力裂縫能很好地與煤層自然裂隙系統(tǒng)溝通，砂巖、粉砂巖水力裂縫可將支撐劑帶人巖層及煤層深部起到支撐通道作用。

2 提高間接壓裂水力裂縫的延伸

通過射孔間接壓裂在美國有相關(guān)的施工已經(jīng)證明有很強(qiáng)的增產(chǎn)效果，其日產(chǎn)氣量明顯比直接對煤層壓裂的產(chǎn)氣量大，而且可持續(xù)性也較強(qiáng)。為了使間接壓裂在水平方向上有較深的延伸，在儲層鄰近的砂巖或粉砂巖地層用極小轉(zhuǎn)彎半徑鉆井。然后在所鉆小口徑的水平孔內(nèi)進(jìn)行壓裂。

澳大利亞自20世紀(jì)90年代開始一直進(jìn)行自進(jìn)式超短半徑水平瓦斯抽放孔鉆井技術(shù)的研究，并取得了很大的效果。短半徑水平鉆井的根本特征是它能夠在300mm短半徑的垂直井井段中完成從垂直轉(zhuǎn)向水平，因而可以避免用常規(guī)的大曲率半徑、中曲率半徑造水平井所需要的頻繁造斜定向和復(fù)雜的井眼軌跡控制等工藝過程，保證水平井準(zhǔn)確的進(jìn)入目的層。它采用了高壓水射流破巖形成水平井眼的新技術(shù)，而且由于不需要通過鉆桿給鉆頭施加“鉆壓”，徹底解決了常規(guī)鉆水平井技術(shù)所遇到的施加鉆壓困難和鉆桿旋轉(zhuǎn)帶來的一系列問題，減少了井下事故的發(fā)生，提高了鉆井速度。

實(shí)現(xiàn)水力噴射水平鉆井（造穴）的主要地面設(shè)備為用來提供水力破巖、下鉆具、提供井下鉆具動力以及控制鉆井速度的高壓泵車一臺、常規(guī)修井機(jī)及纜繩車，井下工具包括水力破巖鉆頭及與之連接在一起的0.032m的生產(chǎn)管（連續(xù)油管）斜向器、控制機(jī)構(gòu)等。

水力破巖鉆頭是形成水平孔的關(guān)鍵，多噴嘴組合鉆頭和單噴嘴旋轉(zhuǎn)射流鉆頭，這兩種鉆頭為水力噴射式鉆頭，它是靠泵壓在噴嘴處形成形成高壓水射流，利用水力破碎巖石進(jìn)行鉆進(jìn)，無需機(jī)械碎巖，簡單且安全高效。

3 水平裸眼孔間接壓裂

裂縫的形態(tài)十分復(fù)雜，但是大致可分為水平裂縫和垂直裂縫。因?yàn)橐B通儲層，所以對于間接壓裂其所壓裂裂縫均為垂直縫。在已鉆水平孔內(nèi)進(jìn)行裸眼壓裂，如果要增加導(dǎo)流能力，則限制縫長，增加縫寬縫高；如果是要增加泄流面積，則造長縫，限制縫高。為造長縫則需要小排量，低砂比泵注；為增加縫寬縫高，則需大排量，高砂比并且限流法壓裂施工。一般壓裂填砂目的是起到支撐裂縫通道的作用，提高水力裂縫的導(dǎo)流能力，縫寬越大導(dǎo)流能力就越好。因此在壓裂充填時(shí)會力爭將裂縫壓成比較寬，而不是長的。為達(dá)到這種目的，一般會采取端部脫砂的工藝，在一定縫長和縫高時(shí)，使攜砂液脫水，在縫的端部脫砂，從而來增大縫寬。

煤層濾失大，排量不宜太低，前置液打到一半提高排量，通過前置液排量的瞬間躍變，可控制裂縫縫口高度上下延伸。施工后期快速提高的砂比會在縫口形成楔形砂堤，增大近井裂縫支撐寬度。

所構(gòu)想間接壓裂的示意圖如圖1所示。

如圖1所示，壓裂裂縫可分為橫向裂縫及縱向裂縫，縱向裂縫就是裂縫面延井筒平行方向延伸，橫向裂縫是裂縫面延井筒垂直的方向延伸。四個(gè)水平孔是在煤層鄰近砂巖或者粉砂巖層所鉆的小直徑水平短孔。

極小轉(zhuǎn)彎半徑鉆小直徑水平短孔技術(shù)在澳大利亞煤層氣開采中已經(jīng)取得了大的成功及成效。然而用鄰近層鉆水平孔進(jìn)行間接壓裂尚無試驗(yàn)，但通過射孔進(jìn)行間接壓裂在美國已經(jīng)取得成功。當(dāng)只針對一個(gè)目的煤層進(jìn)行間接壓裂時(shí)選擇目的煤層上覆砂巖或粉砂巖進(jìn)行壓裂。若兩相鄰煤層距離較近時(shí)，在兩煤層間的砂巖層進(jìn)行壓裂可以同時(shí)溝通兩層煤層。此外為了降低此種間接壓裂試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)，提高成功率，保證在間接壓裂不成功的情況下生產(chǎn)井不至于報(bào)廢，則采取在鄰近砂巖或粉砂巖鉆水平孔進(jìn)行壓裂的同時(shí)，再在煤層內(nèi)鉆水平孔提高其產(chǎn)氣能力。這樣不僅提高了間接壓裂裂縫向煤層深部延伸，而且當(dāng)間接壓裂不成功的情況下，仍然有較高的增產(chǎn)效果。可根據(jù)施工的技術(shù)與實(shí)際影響因素來增加或者減去煤層的水平孔方案，它整個(gè)井身示意圖如圖2所示：

此預(yù)想方案中在兩煤層間的砂巖中鉆短水平孔壓裂在排采過程中可能會有層間干擾，若試驗(yàn)測得兩煤層的層間干擾有一定危害，則可下入分流器防止層間干擾。

結(jié)語

我國對煤層氣開采研究較晚，許多單位也是剛開始對煤層氣開發(fā)進(jìn)行探索，根據(jù)本單位技術(shù)方法現(xiàn)有水平，可采取不鉆水平孔，直接對煤層和鄰近砂巖層同時(shí)進(jìn)行壓裂試驗(yàn)。

間接壓裂新方法可有效解決常規(guī)油氣壓裂無法適應(yīng)煤層氣開采的難題，減小對儲層的傷害，同時(shí)提高滲透率，增大煤層氣抽采率。其在砂巖中的裂縫可長久保持其通透率，并延伸至煤層深處，不易被煤粉堵塞，從而大幅提高煤層氣的采收率。

參考文獻(xiàn)

[1]易俊，鮮學(xué)福，姜永東.聲震法提高煤層氣抽采率原理[R].石油工業(yè)出版社，2010，（12）：2-5.

[2]孫贊東，賈承造，李相方，等.非常規(guī)油氣勘探與開發(fā)（下冊）[M].石油工業(yè)出版社，2011：641-652，716-722.

[3]曹立剛.煤層氣井短半徑水平鉆井技術(shù)研究[J].中國煤田地質(zhì)，2003，15（3）：1-3.

[4] L IU Y，JUST G. Changing drilling technology for coal seam exploration and gas recovery [C] . Aust ralia first annual conference ， 1994 ， Brisbane ， Australia.

[5]宋恪興，馬兆斌，畢升.水力壓裂裂縫形態(tài)與方位的研究應(yīng)用[J].河南石油，1996，10（5）：30-33.endprint

摘 要：探討提高煤層氣采收率的間接壓裂新方法。根據(jù)煤體基質(zhì)巖塊與裂縫的滲流物性規(guī)律，以及常規(guī)水力壓裂又很難適應(yīng)煤層的特殊地質(zhì)特性，提出在煤層相鄰的砂巖部位進(jìn)行壓裂構(gòu)想。其機(jī)理是煤巖的裂縫傳導(dǎo)率差，易被壓碎產(chǎn)生煤粉且有突出的各項(xiàng)異性、應(yīng)力集中的特點(diǎn)，煤層中的面割理垂直于煤層，垂向滲透率通常高于水平滲透率，面割理的方向性使煤層與間接壓裂誘導(dǎo)水力裂縫自動溝通，形成高傳導(dǎo)滲流通道，從而促進(jìn)煤層氣的解吸和滲流。

關(guān)鍵詞：煤層氣；間接壓裂；采收率；解吸

中圖分類號：TD842 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

在我國有著十分豐富的煤層氣資源，其在2000米以淺的儲量有30多萬億立方米。由于我國煤層特殊的儲層特征及參數(shù)，及煤層氣特殊的賦存和產(chǎn)出運(yùn)移規(guī)律，煤儲層滲透率普遍較低， 以致煤層氣開采的難度大，產(chǎn)氣速度慢，采收率低，產(chǎn)氣效果差。提高煤層氣的采收率不僅有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且可以大大降低煤礦開采時(shí)的瓦斯安全事故。為提高煤層氣采收率所研究和運(yùn)用最普遍的增產(chǎn)措施是對煤層就行壓裂，壓裂技術(shù)在國內(nèi)的石油天然氣開采及煤層氣開采已比較成熟，而我國對間接壓裂技術(shù)方面的研究還比較少和不成熟。

1 間接壓裂的地質(zhì)理論支持及優(yōu)點(diǎn)

由煤層氣壓裂特征可知常規(guī)水力壓裂直接對煤層進(jìn)行壓裂，容易造成砂堵、注入壓力高、煤粉堵塞、壓裂失效、裂縫形態(tài)復(fù)雜等不利因素。為了更好的提高壓裂效果，提出了間接壓裂的新方法。

間接壓裂其實(shí)質(zhì)就是不直接對煤層進(jìn)行壓裂改造，而是通過對煤層頂?shù)装寮皧A層進(jìn)行射孔、壓裂改造，通過在臨近層中形成垂直水力裂縫與煤層的有效溝通，間接實(shí)現(xiàn)對煤層改造目的，它的出發(fā)點(diǎn)在于以下兩點(diǎn)。

（1）煤層的裂隙割理系統(tǒng)與油藏裂隙系統(tǒng)不同，十分復(fù)雜。煤層的彈性模量低，很難將水力壓裂裂縫傳遞到煤層深部，且形成的割理復(fù)雜撓曲，而含煤層段的砂巖、粉砂巖具有良好的傳導(dǎo)水力裂縫的能力。

（2）煤層割理分為面割理及端割理，面割理傳導(dǎo)能力優(yōu)于端割理。面割理一般垂直于煤層，所以煤層垂直方向的滲透率高于水平方向的滲透率。因此人造水力裂縫能很好地與煤層自然裂隙系統(tǒng)溝通，砂巖、粉砂巖水力裂縫可將支撐劑帶人巖層及煤層深部起到支撐通道作用。

2 提高間接壓裂水力裂縫的延伸

通過射孔間接壓裂在美國有相關(guān)的施工已經(jīng)證明有很強(qiáng)的增產(chǎn)效果，其日產(chǎn)氣量明顯比直接對煤層壓裂的產(chǎn)氣量大，而且可持續(xù)性也較強(qiáng)。為了使間接壓裂在水平方向上有較深的延伸，在儲層鄰近的砂巖或粉砂巖地層用極小轉(zhuǎn)彎半徑鉆井。然后在所鉆小口徑的水平孔內(nèi)進(jìn)行壓裂。

澳大利亞自20世紀(jì)90年代開始一直進(jìn)行自進(jìn)式超短半徑水平瓦斯抽放孔鉆井技術(shù)的研究，并取得了很大的效果。短半徑水平鉆井的根本特征是它能夠在300mm短半徑的垂直井井段中完成從垂直轉(zhuǎn)向水平，因而可以避免用常規(guī)的大曲率半徑、中曲率半徑造水平井所需要的頻繁造斜定向和復(fù)雜的井眼軌跡控制等工藝過程，保證水平井準(zhǔn)確的進(jìn)入目的層。它采用了高壓水射流破巖形成水平井眼的新技術(shù)，而且由于不需要通過鉆桿給鉆頭施加“鉆壓”，徹底解決了常規(guī)鉆水平井技術(shù)所遇到的施加鉆壓困難和鉆桿旋轉(zhuǎn)帶來的一系列問題，減少了井下事故的發(fā)生，提高了鉆井速度。

實(shí)現(xiàn)水力噴射水平鉆井（造穴）的主要地面設(shè)備為用來提供水力破巖、下鉆具、提供井下鉆具動力以及控制鉆井速度的高壓泵車一臺、常規(guī)修井機(jī)及纜繩車，井下工具包括水力破巖鉆頭及與之連接在一起的0.032m的生產(chǎn)管（連續(xù)油管）斜向器、控制機(jī)構(gòu)等。

水力破巖鉆頭是形成水平孔的關(guān)鍵，多噴嘴組合鉆頭和單噴嘴旋轉(zhuǎn)射流鉆頭，這兩種鉆頭為水力噴射式鉆頭，它是靠泵壓在噴嘴處形成形成高壓水射流，利用水力破碎巖石進(jìn)行鉆進(jìn)，無需機(jī)械碎巖，簡單且安全高效。

3 水平裸眼孔間接壓裂

裂縫的形態(tài)十分復(fù)雜，但是大致可分為水平裂縫和垂直裂縫。因?yàn)橐B通儲層，所以對于間接壓裂其所壓裂裂縫均為垂直縫。在已鉆水平孔內(nèi)進(jìn)行裸眼壓裂，如果要增加導(dǎo)流能力，則限制縫長，增加縫寬縫高；如果是要增加泄流面積，則造長縫，限制縫高。為造長縫則需要小排量，低砂比泵注；為增加縫寬縫高，則需大排量，高砂比并且限流法壓裂施工。一般壓裂填砂目的是起到支撐裂縫通道的作用，提高水力裂縫的導(dǎo)流能力，縫寬越大導(dǎo)流能力就越好。因此在壓裂充填時(shí)會力爭將裂縫壓成比較寬，而不是長的。為達(dá)到這種目的，一般會采取端部脫砂的工藝，在一定縫長和縫高時(shí)，使攜砂液脫水，在縫的端部脫砂，從而來增大縫寬。

煤層濾失大，排量不宜太低，前置液打到一半提高排量，通過前置液排量的瞬間躍變，可控制裂縫縫口高度上下延伸。施工后期快速提高的砂比會在縫口形成楔形砂堤，增大近井裂縫支撐寬度。

所構(gòu)想間接壓裂的示意圖如圖1所示。

如圖1所示，壓裂裂縫可分為橫向裂縫及縱向裂縫，縱向裂縫就是裂縫面延井筒平行方向延伸，橫向裂縫是裂縫面延井筒垂直的方向延伸。四個(gè)水平孔是在煤層鄰近砂巖或者粉砂巖層所鉆的小直徑水平短孔。

極小轉(zhuǎn)彎半徑鉆小直徑水平短孔技術(shù)在澳大利亞煤層氣開采中已經(jīng)取得了大的成功及成效。然而用鄰近層鉆水平孔進(jìn)行間接壓裂尚無試驗(yàn)，但通過射孔進(jìn)行間接壓裂在美國已經(jīng)取得成功。當(dāng)只針對一個(gè)目的煤層進(jìn)行間接壓裂時(shí)選擇目的煤層上覆砂巖或粉砂巖進(jìn)行壓裂。若兩相鄰煤層距離較近時(shí)，在兩煤層間的砂巖層進(jìn)行壓裂可以同時(shí)溝通兩層煤層。此外為了降低此種間接壓裂試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)，提高成功率，保證在間接壓裂不成功的情況下生產(chǎn)井不至于報(bào)廢，則采取在鄰近砂巖或粉砂巖鉆水平孔進(jìn)行壓裂的同時(shí)，再在煤層內(nèi)鉆水平孔提高其產(chǎn)氣能力。這樣不僅提高了間接壓裂裂縫向煤層深部延伸，而且當(dāng)間接壓裂不成功的情況下，仍然有較高的增產(chǎn)效果?？筛鶕?jù)施工的技術(shù)與實(shí)際影響因素來增加或者減去煤層的水平孔方案，它整個(gè)井身示意圖如圖2所示：

此預(yù)想方案中在兩煤層間的砂巖中鉆短水平孔壓裂在排采過程中可能會有層間干擾，若試驗(yàn)測得兩煤層的層間干擾有一定危害，則可下入分流器防止層間干擾。

結(jié)語

我國對煤層氣開采研究較晚，許多單位也是剛開始對煤層氣開發(fā)進(jìn)行探索，根據(jù)本單位技術(shù)方法現(xiàn)有水平，可采取不鉆水平孔，直接對煤層和鄰近砂巖層同時(shí)進(jìn)行壓裂試驗(yàn)。

間接壓裂新方法可有效解決常規(guī)油氣壓裂無法適應(yīng)煤層氣開采的難題，減小對儲層的傷害，同時(shí)提高滲透率，增大煤層氣抽采率。其在砂巖中的裂縫可長久保持其通透率，并延伸至煤層深處，不易被煤粉堵塞，從而大幅提高煤層氣的采收率。

參考文獻(xiàn)

[1]易俊，鮮學(xué)福，姜永東.聲震法提高煤層氣抽采率原理[R].石油工業(yè)出版社，2010，（12）：2-5.

[2]孫贊東，賈承造，李相方，等.非常規(guī)油氣勘探與開發(fā)（下冊）[M].石油工業(yè)出版社，2011：641-652，716-722.

[3]曹立剛.煤層氣井短半徑水平鉆井技術(shù)研究[J].中國煤田地質(zhì)，2003，15（3）：1-3.

[4] L IU Y，JUST G. Changing drilling technology for coal seam exploration and gas recovery [C] . Aust ralia first annual conference ， 1994 ， Brisbane ， Australia.

[5]宋恪興，馬兆斌，畢升.水力壓裂裂縫形態(tài)與方位的研究應(yīng)用[J].河南石油，1996，10（5）：30-33.endprint

摘 要：探討提高煤層氣采收率的間接壓裂新方法。根據(jù)煤體基質(zhì)巖塊與裂縫的滲流物性規(guī)律，以及常規(guī)水力壓裂又很難適應(yīng)煤層的特殊地質(zhì)特性，提出在煤層相鄰的砂巖部位進(jìn)行壓裂構(gòu)想。其機(jī)理是煤巖的裂縫傳導(dǎo)率差，易被壓碎產(chǎn)生煤粉且有突出的各項(xiàng)異性、應(yīng)力集中的特點(diǎn)，煤層中的面割理垂直于煤層，垂向滲透率通常高于水平滲透率，面割理的方向性使煤層與間接壓裂誘導(dǎo)水力裂縫自動溝通，形成高傳導(dǎo)滲流通道，從而促進(jìn)煤層氣的解吸和滲流。

關(guān)鍵詞：煤層氣；間接壓裂；采收率；解吸

中圖分類號：TD842 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

在我國有著十分豐富的煤層氣資源，其在2000米以淺的儲量有30多萬億立方米。由于我國煤層特殊的儲層特征及參數(shù)，及煤層氣特殊的賦存和產(chǎn)出運(yùn)移規(guī)律，煤儲層滲透率普遍較低， 以致煤層氣開采的難度大，產(chǎn)氣速度慢，采收率低，產(chǎn)氣效果差。提高煤層氣的采收率不僅有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且可以大大降低煤礦開采時(shí)的瓦斯安全事故。為提高煤層氣采收率所研究和運(yùn)用最普遍的增產(chǎn)措施是對煤層就行壓裂，壓裂技術(shù)在國內(nèi)的石油天然氣開采及煤層氣開采已比較成熟，而我國對間接壓裂技術(shù)方面的研究還比較少和不成熟。

1 間接壓裂的地質(zhì)理論支持及優(yōu)點(diǎn)

由煤層氣壓裂特征可知常規(guī)水力壓裂直接對煤層進(jìn)行壓裂，容易造成砂堵、注入壓力高、煤粉堵塞、壓裂失效、裂縫形態(tài)復(fù)雜等不利因素。為了更好的提高壓裂效果，提出了間接壓裂的新方法。

間接壓裂其實(shí)質(zhì)就是不直接對煤層進(jìn)行壓裂改造，而是通過對煤層頂?shù)装寮皧A層進(jìn)行射孔、壓裂改造，通過在臨近層中形成垂直水力裂縫與煤層的有效溝通，間接實(shí)現(xiàn)對煤層改造目的，它的出發(fā)點(diǎn)在于以下兩點(diǎn)。

（1）煤層的裂隙割理系統(tǒng)與油藏裂隙系統(tǒng)不同，十分復(fù)雜。煤層的彈性模量低，很難將水力壓裂裂縫傳遞到煤層深部，且形成的割理復(fù)雜撓曲，而含煤層段的砂巖、粉砂巖具有良好的傳導(dǎo)水力裂縫的能力。

（2）煤層割理分為面割理及端割理，面割理傳導(dǎo)能力優(yōu)于端割理。面割理一般垂直于煤層，所以煤層垂直方向的滲透率高于水平方向的滲透率。因此人造水力裂縫能很好地與煤層自然裂隙系統(tǒng)溝通，砂巖、粉砂巖水力裂縫可將支撐劑帶人巖層及煤層深部起到支撐通道作用。

2 提高間接壓裂水力裂縫的延伸

通過射孔間接壓裂在美國有相關(guān)的施工已經(jīng)證明有很強(qiáng)的增產(chǎn)效果，其日產(chǎn)氣量明顯比直接對煤層壓裂的產(chǎn)氣量大，而且可持續(xù)性也較強(qiáng)。為了使間接壓裂在水平方向上有較深的延伸，在儲層鄰近的砂巖或粉砂巖地層用極小轉(zhuǎn)彎半徑鉆井。然后在所鉆小口徑的水平孔內(nèi)進(jìn)行壓裂。

澳大利亞自20世紀(jì)90年代開始一直進(jìn)行自進(jìn)式超短半徑水平瓦斯抽放孔鉆井技術(shù)的研究，并取得了很大的效果。短半徑水平鉆井的根本特征是它能夠在300mm短半徑的垂直井井段中完成從垂直轉(zhuǎn)向水平，因而可以避免用常規(guī)的大曲率半徑、中曲率半徑造水平井所需要的頻繁造斜定向和復(fù)雜的井眼軌跡控制等工藝過程，保證水平井準(zhǔn)確的進(jìn)入目的層。它采用了高壓水射流破巖形成水平井眼的新技術(shù)，而且由于不需要通過鉆桿給鉆頭施加“鉆壓”，徹底解決了常規(guī)鉆水平井技術(shù)所遇到的施加鉆壓困難和鉆桿旋轉(zhuǎn)帶來的一系列問題，減少了井下事故的發(fā)生，提高了鉆井速度。

實(shí)現(xiàn)水力噴射水平鉆井（造穴）的主要地面設(shè)備為用來提供水力破巖、下鉆具、提供井下鉆具動力以及控制鉆井速度的高壓泵車一臺、常規(guī)修井機(jī)及纜繩車，井下工具包括水力破巖鉆頭及與之連接在一起的0.032m的生產(chǎn)管（連續(xù)油管）斜向器、控制機(jī)構(gòu)等。

水力破巖鉆頭是形成水平孔的關(guān)鍵，多噴嘴組合鉆頭和單噴嘴旋轉(zhuǎn)射流鉆頭，這兩種鉆頭為水力噴射式鉆頭，它是靠泵壓在噴嘴處形成形成高壓水射流，利用水力破碎巖石進(jìn)行鉆進(jìn)，無需機(jī)械碎巖，簡單且安全高效。

3 水平裸眼孔間接壓裂

裂縫的形態(tài)十分復(fù)雜，但是大致可分為水平裂縫和垂直裂縫。因?yàn)橐B通儲層，所以對于間接壓裂其所壓裂裂縫均為垂直縫。在已鉆水平孔內(nèi)進(jìn)行裸眼壓裂，如果要增加導(dǎo)流能力，則限制縫長，增加縫寬縫高；如果是要增加泄流面積，則造長縫，限制縫高。為造長縫則需要小排量，低砂比泵注；為增加縫寬縫高，則需大排量，高砂比并且限流法壓裂施工。一般壓裂填砂目的是起到支撐裂縫通道的作用，提高水力裂縫的導(dǎo)流能力，縫寬越大導(dǎo)流能力就越好。因此在壓裂充填時(shí)會力爭將裂縫壓成比較寬，而不是長的。為達(dá)到這種目的，一般會采取端部脫砂的工藝，在一定縫長和縫高時(shí)，使攜砂液脫水，在縫的端部脫砂，從而來增大縫寬。

煤層濾失大，排量不宜太低，前置液打到一半提高排量，通過前置液排量的瞬間躍變，可控制裂縫縫口高度上下延伸。施工后期快速提高的砂比會在縫口形成楔形砂堤，增大近井裂縫支撐寬度。

所構(gòu)想間接壓裂的示意圖如圖1所示。

如圖1所示，壓裂裂縫可分為橫向裂縫及縱向裂縫，縱向裂縫就是裂縫面延井筒平行方向延伸，橫向裂縫是裂縫面延井筒垂直的方向延伸。四個(gè)水平孔是在煤層鄰近砂巖或者粉砂巖層所鉆的小直徑水平短孔。

極小轉(zhuǎn)彎半徑鉆小直徑水平短孔技術(shù)在澳大利亞煤層氣開采中已經(jīng)取得了大的成功及成效。然而用鄰近層鉆水平孔進(jìn)行間接壓裂尚無試驗(yàn)，但通過射孔進(jìn)行間接壓裂在美國已經(jīng)取得成功。當(dāng)只針對一個(gè)目的煤層進(jìn)行間接壓裂時(shí)選擇目的煤層上覆砂巖或粉砂巖進(jìn)行壓裂。若兩相鄰煤層距離較近時(shí)，在兩煤層間的砂巖層進(jìn)行壓裂可以同時(shí)溝通兩層煤層。此外為了降低此種間接壓裂試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)，提高成功率，保證在間接壓裂不成功的情況下生產(chǎn)井不至于報(bào)廢，則采取在鄰近砂巖或粉砂巖鉆水平孔進(jìn)行壓裂的同時(shí)，再在煤層內(nèi)鉆水平孔提高其產(chǎn)氣能力。這樣不僅提高了間接壓裂裂縫向煤層深部延伸，而且當(dāng)間接壓裂不成功的情況下，仍然有較高的增產(chǎn)效果?？筛鶕?jù)施工的技術(shù)與實(shí)際影響因素來增加或者減去煤層的水平孔方案，它整個(gè)井身示意圖如圖2所示：

此預(yù)想方案中在兩煤層間的砂巖中鉆短水平孔壓裂在排采過程中可能會有層間干擾，若試驗(yàn)測得兩煤層的層間干擾有一定危害，則可下入分流器防止層間干擾。

結(jié)語

我國對煤層氣開采研究較晚，許多單位也是剛開始對煤層氣開發(fā)進(jìn)行探索，根據(jù)本單位技術(shù)方法現(xiàn)有水平，可采取不鉆水平孔，直接對煤層和鄰近砂巖層同時(shí)進(jìn)行壓裂試驗(yàn)。

間接壓裂新方法可有效解決常規(guī)油氣壓裂無法適應(yīng)煤層氣開采的難題，減小對儲層的傷害，同時(shí)提高滲透率，增大煤層氣抽采率。其在砂巖中的裂縫可長久保持其通透率，并延伸至煤層深處，不易被煤粉堵塞，從而大幅提高煤層氣的采收率。

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