多煤层合层水力压裂关键技术研究

倪小明^1,2，苏现波¹，李玉魁³

1. 河南理工大学能源科学与工程学院2. 山西晋城无烟煤矿业集团公司3. 北京九尊能源技术开发有限公司

摘 要：为了开发单层较薄、间距较小的煤层群中的煤层气资源,采用"加密射孔（煤层段16孔/m,夹层段32孔/m）+封堵球多级压裂法"对西山煤田8#和9#煤层及所夹的"虚拟储层"进行了合层压裂.结果表明:合层水力压裂时"虚拟储层"能否破裂在于"虚拟储层"段与煤储层间的孔眼摩阻的差值能否满足"虚拟储层"与煤层的抗拉强度的差值.当采用逐级加排量能使"虚拟储层"段破裂时,排量的大小控制着煤层段和"虚拟储层"段的泵注液量,水平地应力的大小和方向、煤岩的弹性模量和泊松比决定了裂缝延伸形态;当不能使"虚拟储层"段破裂时,实施"封堵球"技术,根据所建模型确定出投球数不大于40个.当排量达到最大8.2m3/min时,压力虽有上升,但不能使"虚拟储层"破裂;使用"封堵球"技术,部分孔眼堵塞,压力急剧上升至30MPa,"虚拟储层"破裂,平均921.5m3/d排采数据验证了这一压裂工艺的可行性.

关键词：水力压裂;虚拟储层;多煤层;煤层气;射孔;