高阶煤储层的疏导式压裂方法与流程

1.本公开涉及煤层气开采技术领域，特别涉及一种高阶煤储层的疏导式压裂方法。


背景技术：

2.水力压裂技术是对高阶煤储层改造的重要手段。水力压裂利用压裂液传导压力的性能，基于地面高压泵组将压裂液泵入井中，当井底压力大于井壁附近地应力及储层岩石抗张强度时，地层起裂产生裂缝。然后泵入含有砂类支撑剂的携砂液以填充到裂缝中并使裂缝延伸，在井底形成具有高导流能力的填砂裂缝，增大渗透率，达到增产的目的。
3.由于高阶煤储层在形成的过程中应力的影响，会产生不同程度的破碎，储层内会发育形成不同类型的煤体结构。高阶煤储层的煤体结构包括原生煤和构造煤。其中，原生煤为硬质煤，强度较高，而构造煤的胶结性差，强度低，易破碎。
4.在水力压裂时，压裂液最先突破强度弱的构造煤，在构造煤位置形成高导流的渗流带。且井筒内的压力达不到原生煤的破裂压力强度，因而原生煤未能实现储层改造。由于构造煤含气量低，因此水利压裂后气井的产气量也较少。


技术实现要素：

5.本公开实施例提供了一种高阶煤储层的疏导式压裂方法，能对高阶煤储层中的原生煤进行压裂改造，提高气井的产气量。所述技术方案如下：
6.本公开实施例提供了一种高阶煤储层的疏导式压裂方法，所述疏导式压裂方法包括：根据测井数据确定高阶煤储层中原生煤在所述高阶煤储层中的深度范围；在井筒内对应所述高阶煤储层的原生煤所在深度范围的中部区域射孔，在井筒的内壁形成多个孔眼；通过所述多个孔眼注入第一压裂液，在所述高阶煤储层的原生煤中形成第一裂缝；通过所述多个孔眼注入第二压裂液，在所述高阶煤储层的原生煤中形成第二裂缝，所述第一裂缝与所述第二裂缝连通，所述第二压裂液为所述第一压裂液和裂缝支撑剂的混合液；从井筒内注入顶替液，将所述第一压裂液和所述第二压裂液顶替于所述高阶煤储层的原生煤中；停止向井筒内注液，不闷井直接返排。
7.在本公开实施例的一种实现方式中，所述根据测井数据确定高阶煤储层中原生煤在所述高阶煤储层中的深度范围，包括：获取所述高阶煤储层中不同区域的所述测井数据，所述测井数据包括：高阶煤储层的电阻率、高阶煤储层的声波时差、高阶煤储层的自然伽马值和高阶煤储层的密度测井中的至少一种；根据所述测井数据确定所述高阶煤储层中的原生煤的深度范围。
8.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述根据所述测井数据确定所述高阶煤储层中的原生煤的深度范围，包括：若所述测井数据满足第一确定关系的区域，则将满足所述第一确定关系的所有区域在所述高阶煤储层中的深度范围确定为所述高阶煤储层中的原生煤的深度范围，所述第一确定关系包括以下至少一种：所述电阻率大于3000ω
·
m，所述声波时差位于370μs/m至410μs/m之间，自然伽马值位于30api至80api之间，所述密度测井
位于1.3g/cm3至1.6g/cm3之间。
9.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述在井筒内对应所述高阶煤储层的原生煤所在深度范围的中部区域处射孔，包括：在井筒中所述高阶煤储层的原生煤的所在深度范围的中部区域进行集中射孔，射孔密度为10孔/米至20孔/米，射孔深度为2.5米至3.0米，射孔方向垂直于煤层最小主应力方向。
10.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述通过所述多个孔眼注入第二压裂液，在所述高阶煤储层的原生煤中形成第二裂缝之前，所述疏导式压裂方法还包括：从所述多个孔眼注入第三压裂液，使所述第三压裂液内的裂缝支撑剂支撑所述第一裂缝，所述第三压裂液为所述第一压裂液和裂缝支撑剂的混合液，所述第三压裂液的裂缝支撑剂的含量低于所述第二压裂液的裂缝支撑剂的含量；所述通过所述多个孔眼注入第二压裂液，在所述高阶煤储层的原生煤中形成第二裂缝，包括：从所述多个孔眼注入所述第二压裂液，使所述第二压裂液在所述高阶煤储层的原生煤形成所述第二裂缝并使所述第二压裂液内的裂缝支撑剂支撑所述第二裂缝。
11.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述从所述多个孔眼注入所述第二压裂液，包括：以逐步增大所述第二压裂液注入的速度和所述第二压裂液中的裂缝支撑剂的质量百分含量的方式，从所述多个孔眼向所述第一裂缝注入所述第二压裂液。
12.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述以逐步增大所述第二压裂液注入的速度和所述第二压裂液中的裂缝支撑剂的质量百分含量的方式，从所述多个孔眼向所述第一裂缝注入所述第二压裂液，包括：按照第一速度、第二速度和第三速度，依次连续向所述第一裂缝注入所述第二压裂液，所述第一速度小于所述第二速度，所述第二速度小于所述第三速度，按照所述第一速度注入所述第二压裂液时，所述第二压裂液的裂缝支撑剂的质量百分含量为第一含量，按照所述第二速度注入所述第二压裂液时，所述第二压裂液的裂缝支撑剂的质量百分含量为第二含量，按照所述第三速度注入所述第二压裂液时，所述第二压裂液的裂缝支撑剂的质量百分含量为第三含量，所述第一含量小于所述第二含量，所述第二含量小于所述第三含量。
13.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述三压裂液包括：氯化钾、粘土稳定剂、所述裂缝支撑剂和水，所述氯化钾的质量百分比为1.0％至2.0％、所述粘土稳定剂的质量百分比为0.2％至0.5％、所述裂缝支撑剂的质量百分比为6.0％至8.0％、余量为水；所述第二压裂液包括：氯化钾、粘土稳定剂、所述裂缝支撑剂和水，所述氯化钾的质量百分比为1.0％至2.0％、所述粘土稳定剂的质量百分比为0.2％至0.5％、所述裂缝支撑剂的质量百分比为12％至20％、余量为水。
14.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述裂缝支撑剂为砂类支撑剂，所述第二压裂液的砂类支撑剂包括粒径不同的三种支撑砂，其中，粒径最小的支撑砂的质量百分比为16.7％，粒径最大的支撑砂的质量百分比为33.3％，粒径位于粒径最小的支撑砂和粒径最大的支撑砂之间的支撑砂的质量百分比为50.0％，所述第三压裂液的砂类支撑剂的粒径为所述第二压裂液的砂类支撑剂中粒径位于粒径最小的支撑砂和粒径最大的支撑砂之间的支撑砂。
15.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述第一压裂液包括：氯化钾、粘土稳定剂和水，所述氯化钾的质量百分比为1.0％至2.0％，所述粘土稳定剂的质量百分比为0.2％至
0.5％，余量为水。
16.在本公开实施例的另一种实现方式中，所述疏导式压裂方法还包括：测量井口压力，根据所述井口压力确定返排参数；所述根据所述井口压力确定返排参数包括：若所述井口压力大于20mpa，采用直径为6mm的油嘴进行返排；若所述井口压力为10mpa至20mpa时，采用直径为10mm的油嘴进行返排；若所述井口压力为5mpa至10mpa时，采用直径为12mm的油嘴进行返排；若所述井口压力小于5mpa时，采用14mm的油嘴进行返排。
17.本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
18.本公开实施例的高阶煤储层的疏导式压裂方法首先基于测井数据判识高阶煤储层的煤体结构发育特征，锁定高阶煤储层中原生煤的发育层段，确定出原生煤在高阶煤储层中的位置；然后，在井筒内对应高阶煤储层的原生煤所在深度范围的中部区域射孔，在井筒的内壁形成多个孔眼。在井筒内形成孔眼后，从多个孔眼向高阶煤储层注入第一压裂液，得以在高阶煤储层中原生煤处形成第一裂缝，以初步降低储层的渗流阻力，实现增产。同时还从多个孔眼向第一裂缝注入第二压裂液，以进一步扩展第一裂缝在储层中的走向和深度，使在储层中第一裂缝的基础上向储层的更深处形成第二裂缝，从而在高阶煤储层中形成长缝。并借助第二压裂液中的裂缝支撑剂支撑长缝。在第二压裂液的作用下，储层内的主缝沿主缝的不同侧向延伸出多条子裂缝，以形成网状裂缝体系，提高了造缝效果，降低储层的渗流阻力。接着，从井筒内注入顶替液，将第一压裂液和第二压裂液顶替于高阶煤储层的原生煤中，确保第一压裂液和第二压裂液都能完全支撑第一裂缝和第二裂缝，使得网状裂缝体系能更加稳定。最后，在泵注完顶替液后，采用不闷井直接进行返排，能使储层压力快速降至原始地层压力，降低压裂液滤失及污染储层的程度，引导高压液体和煤粉快速排出，保持裂缝清洁，更有效缓解了储层压力的抬升和压裂液向周边侵蚀扩大的范围。
19.本公开实施例通过测井数据确定出原生煤在高阶煤储层中的深度范围，然后在井筒内对应原生煤的所在深度处进行射孔，从而避免了相关技术在压裂时，压裂液容易在构造煤位置形成高导流的渗流带的情况。实现对高阶煤储层中原生煤的改造，能提高气井产气量；同时，通过分别注入第一压裂液和第二压裂液形成网状裂缝体系，提高了造缝效果，实现增产。
附图说明
20.为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本公开实施例提供的一种高阶煤储层的疏导式压裂方法的流程图；
22.图2是本公开实施例提供的另一种高阶煤储层的疏导式压裂方法的流程图。
具体实施方式
23.为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
24.图1是本公开实施例提供的一种高阶煤储层的疏导式压裂方法的流程图。如图1所
示，该压裂方法包括：
25.s101：根据测井数据确定高阶煤储层中原生煤在高阶煤储层中的深度范围。
26.s102：在井筒内对应高阶煤储层的原生煤所在深度范围的中部区域射孔，在井筒的内壁形成多个孔眼。
27.s103：通过多个孔眼注入第一压裂液，在高阶煤储层的原生煤中形成第一裂缝。
28.s104：通过多个孔眼注入第二压裂液，在高阶煤储层的原生煤中形成第二裂缝。
29.其中，第一裂缝与第二裂缝连通，且第二压裂液为第一压裂液和裂缝支撑剂的混合液。
30.s105：从井筒内注入顶替液，将第一压裂液和第二压裂液顶替于高阶煤储层的原生煤中。
31.s106：停止向井筒内注液，不闷井直接返排。
32.本公开实施例的高阶煤储层的疏导式压裂方法首先根据测井数据确定高阶煤储层中原生煤在高阶煤储层中的深度位置，即该压裂方法基于测井数据判识高阶煤储层的煤体结构发育特征，锁定高阶煤储层中原生煤的发育层段，确定出原生煤在高阶煤储层中的位置；然后，在井筒内对应高阶煤储层的原生煤所在深度范围的中部区域射孔，在井筒的内壁形成多个孔眼，即形成密集孔眼。由于原生煤所在深度范围的边界区域多为强度弱的构造煤，若射孔位置完全对应整个原生煤的位置，则会使得压裂液进入到构造煤中，在构造煤位置形成高导流的渗流带，不利于原生煤的水力压裂改造，因此，本公开实施例中选取高阶煤储层的原生煤所在深度范围的中部区域进行射孔，能有效避免水力压裂过程中，压裂液进入构造煤中，保证储层改造效果。在井筒内形成密集孔眼后从多个孔眼向高阶煤储层注入第一压裂液，当第一压裂液在井底憋压，使压力大于多个孔眼所在位置的高阶煤储层中原生煤的强度时，使得高阶煤储层中原生煤产生裂缝(即为第一裂缝)，在高阶煤储层中原生煤处形成的第一裂缝，以初步降低储层的渗流阻力，增大了渗透率，实现增产。同时还从多个孔眼向第一裂缝注入第二压裂液，利用第二压裂液进一步扩展第一裂缝在储层中的走向和深度，使在储层中第一裂缝的基础上向储层的更深处形成第二裂缝，且第二裂缝与第一裂缝连通，从而在高阶煤储层中形成长缝，同时还借助第二压裂液中的裂缝支撑剂支撑长缝，使长缝更加稳固，在第二压裂液的作用下，储层内的裂缝得以继续向储层内延展，并在以第一裂缝和第二裂缝为主缝的基础上，沿主缝的不同侧向延伸出多条子裂缝，以形成多条枝状裂缝，即使得主缝和子裂缝间相互交叉，共同形成网状裂缝体系，提高了造缝效果，使得在高阶煤储层中原生煤处形成的网状裂缝体系可以进一步降低储层的渗流阻力，以增大渗透率，实现增产。接着，从井筒内注入顶替液，将第一压裂液和第二压裂液顶替于高阶煤储层的原生煤中，确保第一压裂液和第二压裂液都能完全支撑第一裂缝和第二裂缝，使得在高阶煤储层中原生煤处形成的网状裂缝体系能更加稳定可靠。最后，本公开实施例中在泵注完顶替液后，采用不闷井直接进行返排，能使储层压力快速降至原始地层压力，降低压裂液滤失及污染储层的程度，引导高压液体和煤粉快速排出，保持裂缝清洁，更有效缓解了储层压力的抬升和压裂液向周边侵蚀扩大的范围。因此与相关技术中水力压裂后闷井后再返排的施工工艺相比，本公开实施例提供的疏导式压裂方法能控制储层压力的抬升，降低压裂液滤失及污染储层的程度，可有效提高煤层气储层的产量。本公开实施例在进行压裂时，就通过测井数据确定出原生煤在高阶煤储层中的深度位置，然后在井筒内对应
原生煤的所在深度处进行射孔，从而避免了相关技术在压裂时，因压裂液容易最先突破强度弱的构造煤，而在构造煤位置形成高导流的渗流带的情况，从而实现对高阶煤储层中原生煤的改造，由于原生煤含气量高，因此能提高气井产气量；同时，通过分别注入第一压裂液和第二压裂液形成以第一裂缝和第二裂缝为主缝的网状裂缝体系，提高了造缝效果，降低高阶煤储层中原生煤所在区域的渗流阻力，以增大渗透率，实现增产。
33.图2是本公开实施例提供的另一种高阶煤储层的疏导式压裂方法的流程图。如图2所示，该压裂方法包括：
34.s201：根据测井数据确定高阶煤储层中原生煤在述高阶煤储层中的深度范围。
35.其中，测井数据可以是气井使用前通过产能试井测得的，产能试井可以测量出多种数据，本公开实施例中利用测井数据中的其中一种或几种数据对高阶煤储层中煤体结构的分布位置进行识别和判定。
36.由于高阶煤储层的煤体结构包括原生煤和构造煤，构造煤包括碎裂煤、碎粒煤和糜棱煤。且不同类型的煤体结构与四种测井数据之间的响应关系不同，因而可以根据电阻率、声波时差、自然伽马值和密度测井这四种测井数据组合来判识高阶煤储层的煤体结构。
37.s201中用于识别和判定高阶煤储层中煤体结构的分布位置的测井数据可以包括：高阶煤储层的电阻率、高阶煤储层的声波时差、高阶煤储层的自然伽马值和高阶煤储层的密度测井中的至少一种。
38.本公开实施例中高阶煤储层的煤体结构可以根据以下数据表确定：
[0039][0040]
在根据测井数据确定高阶煤储层中原生煤在高阶煤储层中的位置时，首先获取高阶煤储层中不同区域的测井数据，并根据测井数据确定高阶煤储层中的原生煤的深度位置。结合上表，若高阶煤储层中存在满足第一确定关系的区域，则将满足第一确定关系的所有区域在高阶煤储层中的深度范围确定为高阶煤储层中的原生煤的深度位置。其中，第一确定关系可以包括以下至少一种：电阻率大于3000ω
·
m，声波时差位于370μs/m至410μs/m之间，自然伽马值位于30api至80api之间，密度测井位于1.3g/cm3至1.6g/cm3之间。若高阶煤储层中存在满足第二确定关系的区域，则将满足第二确定关系的所有区域在高阶煤储层中的深度范围确定为高阶煤储层中的碎裂煤的深度位置。其中，第二确定关系包括：电阻率位于1000ω
·
m至3000ω
·
m之间，声波时差大于380μs/m，自然伽马值小于60api，密度测井位于1.2g/cm3至1.35g/cm3之间。若高阶煤储层中存在满足第三确定关系的区域，则将满足第三确定关系的所有区域在高阶煤储层中的深度范围确定为高阶煤储层中的碎粒煤或糜
棱煤的深度位置。其中，第三确定关系包括：电阻率大于1000ω
·
m，声波时差大于410μs/m，自然伽马值小于60api，密度测井位于1.1g/cm3至1.25g/cm3之间。
[0041]
s202：在井筒内对应高阶煤储层的原生煤所在深度范围的中部区域射孔，在井筒的内壁形成多个孔眼。
[0042]
s202可以包括：在井筒中高阶煤储层的原生煤的所在位置进行集中射孔。其中，射孔密度为16孔/米，射孔深度为2.5米至3.0米。集中射孔是为了在压裂过程中，使得水利压裂的压力更加集中，便于造长缝。本公开实施例中，射孔方向可以选取为垂直于煤层最小主应力方向。将射孔方向设置为垂直煤层最小主应力方向，是为了使压裂裂缝扩展过程中阻力相对较小，以达到造长缝的目的。
[0043]
s203：通过多个孔眼向高阶煤储层注入第一压裂液，在高阶煤储层的原生煤中形成第一裂缝。
[0044]
s203可以包括：通过多个孔眼向高阶煤储层中原生煤所在区域泵注第一压裂液。第一压裂液可以是前置液，开始对完成射孔的煤层位置进行压裂施工，在第一压裂液在井底的压力大于多个孔眼位置高阶煤储层中原生煤的强度时，第一压裂液就在高阶煤储层中原生煤区域产生第一裂缝。其中，第一压裂液为活性水压裂液，可以包括氯化钾、粘土稳定剂和水，氯化钾的质量百分比为1.0％至2.0％，粘土稳定剂的质量百分比为0.2％至0.5％，余量为水。上述成分的活性水压裂液不仅成本低，且能有效解决煤岩和碎屑岩粘土的膨胀问题，进一步降低压裂过程对储层的伤害。其中，粘土稳定剂可以是2-乙基三甲基氯化铵、季胺类粘土稳定剂等多种粘土稳定剂，本公开实施例不做限制。
[0045]
s203中，第一压裂液的泵注速度可以为4.0m3/min至5.0m3/min，泵注量可以为70m3至100m3。示例性地，第一压裂液的泵注速度可以是4.0m3/min至4.5m3/min，泵注量可以为90m3。该种第一压裂液的泵注速度和泵注量能可控地在高阶煤储层的原生煤所在位置造缝，还可进一步扩展进入高阶煤储层中的其他位置，例如构造煤位置及其他岩类结合的软弱面。
[0046]
s204：通过多个孔眼向第一裂缝注入第三压裂液，使第三压裂液内的裂缝支撑剂支撑第一裂缝。
[0047]
其中，第三压裂液为第一压裂液和裂缝支撑剂的混合液，第三压裂液的裂缝支撑剂的含量低于第二压裂液的裂缝支撑剂的含量。示例性地，第三压裂液可以包括：氯化钾、粘土稳定剂、裂缝支撑剂和水。氯化钾的质量百分比为1.0％至2.0％、粘土稳定剂的质量百分比为0.2％至0.5％、裂缝支撑剂的质量百分比为6.0％至8.0％、余量为水。
[0048]
s204中第三压裂液的泵注速度为2.5m3/min至4.5m3/min，泵注量可以为150m3至200m3，裂缝支撑剂的用量可以为5m3至15m3。示例性地，第三压裂液的泵注速度可以为3.0m3/min至4.0m3/min，泵注量为180m3，裂缝支撑剂的用量可以为10m3。该种第三压裂液的泵注速度和泵注量能进一步扩展第一裂缝在煤层中的走向和深度，使其深入煤层，有利于在煤层中形成长缝。其中，裂缝支撑剂可以是砂类支撑剂，且第三压裂液中的砂类支撑剂可以选用粒径为20-40目的天然石英砂。这样借助第三压裂液中的天然石英砂填充并支撑起第一裂缝，使第一裂缝更加稳固可靠。
[0049]
s205：通过多个孔眼向第一裂缝注入第二压裂液，使第二压裂液在高阶煤储层的原生煤形成第二裂缝并使第二压裂液内的裂缝支撑剂支撑第二裂缝。
[0050]
其中，第二压裂液可以包括：氯化钾、粘土稳定剂、裂缝支撑剂和水。氯化钾的质量百分比为1.0％至2.0％、粘土稳定剂的质量百分比为0.2％至0.5％、砂类支撑剂的质量百分比为12％至20％、余量为水。也即在本公开实施例中，第三压裂液和第二压裂液均包括裂缝支撑剂，且第三压裂液的裂缝支撑剂的含量低于第二压裂液的裂缝支撑剂的含量。
[0051]
s205中，第二压裂液泵注量可以为200m3至250m3。例如，第二压裂液泵注量可以为220m3。基于该泵注量的第二压裂液不仅可支持压裂造缝，还能保证所形成的的裂缝中均充填满裂缝支撑剂，有效提高了造缝效果。
[0052]
s205中通过继续通过多个孔眼向储层泵注第二压裂液，使得在高阶煤储层的原生层中形成与第一裂缝连通的第二裂缝，从而使得裂缝能继续向高阶煤储层内部延展，并在高阶煤储层内形成充满裂缝支撑剂的多条枝状裂缝。该枝状裂缝是指以第一裂缝、第二裂缝为主缝，并以此沿不同方向延伸的多条子裂缝，主缝和子裂缝间可相互交叉，共同形成网状裂缝体系，提高了造缝效果，降低高阶煤储层中原生煤所在区域的渗流阻力，以增大渗透率，实现增产。
[0053]
可选地，第二压裂液中的裂缝支撑剂可以是为砂类支撑剂，第二压裂液的砂类支撑剂可以包括：粒径不同的三种支撑砂，其中，粒径最小的支撑砂的质量百分比为16.7％，粒径最大的支撑砂的质量百分比为33.3％，粒径位于粒径最小的支撑砂和粒径最大的支撑砂之间的支撑砂的质量百分比为50.0％。示例性地，第二压裂液中砂类支撑剂可以多粒径的砂类支撑剂组合，该多粒径的砂类支撑剂组合包括粗、中、细粒径的天然石英砂。也即是该多粒径的砂类支撑剂组合包括粒径最小的支撑砂、粒径位于粒径最小的支撑砂和粒径最大的支撑砂之间的支撑砂和粒径最大的支撑砂。且按照质量百分比，粒径最小的支撑砂、粒径位于粒径最小的支撑砂和粒径最大的支撑砂之间的支撑砂和粒径最大的支撑砂为16.7％：50.0％：33.3％。其中，粒径最小的支撑砂的粒径为12目至20目，粒径最小的支撑砂和粒径最大的支撑砂之间的支撑砂的粒径为20目至40目，粒径最大的支撑砂的粒径为40目至70目。且第二压裂液中砂类支撑剂的用量可以为25m3至35m3。
[0054]
上述实现方式中的支撑砂均可以是天然石英砂，这样借助第二压裂液中的天然石英砂填充并支撑起第二裂缝和多条枝状裂缝，使第二裂缝和形成的网状裂缝体系更加稳固可靠。本公开实施例中采用该种多粒径的砂类支撑剂组合的第二压裂液进行水利压裂改造工艺，能使砂类支撑剂填充到高阶煤储层中形成的多条裂缝内，从而在高阶煤储层中形成远距离延伸的网状裂缝体系，以有效支撑各级裂隙，保持压裂裂缝畅通。
[0055]
在s205中，通过多个孔眼注入第二压裂液可以包括：按照第一速度、第二速度和第三速度，依次向第一裂缝注入第二压裂液，第一速度小于第二速度，第二速度小于第三速度，按照第一速度注入第二压裂液时，第二压裂液的砂类支撑剂的质量百分含量为第一含量，按照第二速度注入第二压裂液时，第二压裂液的砂类支撑剂的质量百分含量为第二含量，按照第三速度注入第二压裂液时，第二压裂液的砂类支撑剂的质量百分含量为第三含量，第一含量小于第二含量，第二含量小于第三含量。示例性地，第一速度为3.0m3/min至4.5m3/min，第二速度为5.0m3/min至6.5m3/min，第三速度为7.0m3/min至8.5m3/min，且第一含量为12％至14％，第二含量为15％至17％，第三含量为18％至20％。本公开实施例中采用逐步提高泵注速度的变速方法泵注第二压裂液，泵注过程如下：控制第二压裂液的泵注速度依次为3.0m3/min至4.5m3/min，5.0m3/min至6.5m3/min，7.0m3/min至8.5m3/min，且泵注速
度依次为4.0m3/min，5.5m3/min，7.5m3/min。相应地，控制第二压裂液中砂类支撑剂的质量百分比为12％至14％，15％至17％，18％至20％，例如，第二压裂液中砂类支撑剂的质量百分比可以是13％、16％、18％。本公开实施例通过阶梯式提高泵注速度的方式泵注第二压裂液，保证主缝的延伸距离，并逐步提高携砂液的泵注速度和砂类支撑剂含量，以进一步拓展主缝附近支缝的延展范围，提高压裂改造范围，在煤层内形成远距离的支撑缝网。
[0056]
s206：从井筒内注入顶替液，将第一压裂液和第二压裂液顶替于高阶煤储层的原生煤中。
[0057]
在s206中，顶替液可以包括氯化钾、粘土稳定剂和水，氯化钾的质量百分比为1.0％至2.0％，粘土稳定剂的质量百分比为0.2％至0.5％，余量为水。通过顶替液能将井筒内残留的第三压裂液和第二压裂液顶替进高阶煤储层内。
[0058]
s207：停止向井筒内注液，不闷井直接返排。
[0059]
s207中返排时可以测量井口压力，根据井口压力确定返排参数。在本公开实施例中为了返排完全彻底，该返排过程可以安装如下方式进行：若井口压力大于20mpa，采用直径为6mm的油嘴进行返排；若井口压力为10mpa至20mpa时，采用直径为10mm的油嘴进行返排；若井口压力为5mpa至10mpa时，采用直径为12mm的油嘴进行返排；若井口压力小于5mpa时，采用14mm的油嘴进行返排。本公开实施例采用了压裂后不闷井，快速返排，使地层压力快速降至原始地层压力，降低压裂液滤失及污染储层的程度，引导高压液体和煤粉快速排出，保持裂缝清洁，更有效缓解了地层压力的抬升和压裂液向周边侵蚀扩大的范围。
[0060]
以山西沁南地区的郑庄区块的高阶煤储层为例进行说明，该高阶煤储层的深度范围为703.65米至709.65米，厚度为6米，高阶煤储层的顶底板为泥岩和砂质泥岩，高阶煤储层的中部发育为原生煤，两侧伴有碎裂煤及少量碎粒煤。
[0061]
首先，利用测井数据与不同类型煤体结构之间的响应特征，建立煤体结构识别模型，根据测井数据确定出该高阶煤储层的原生煤分布在704.85米至708.35米的深度范围，厚度为3.50米，高阶煤储层的顶部多为碎裂煤，底部为碎裂煤及少量碎粒煤。然后，在井筒内对应高阶煤储层的原生煤所在深度范围的中部区域射孔，在井筒的内壁形成多个孔眼。且控制射孔密度为16孔/米，射孔厚度为3米，射孔深度为705.0米至708.0米(即深度范围的中部区域)，射孔个数为48个。接着，泵注第一压裂液，第一压裂液中包括质量百分比为1.0％的kcl、0.2％的粘土稳定剂、余量为水，控制第一压裂液的泵注速度为4.5m3/min，通过多个孔眼向高阶煤储层内泵注90m3的第一压裂液进行压裂施工，在高阶煤储层中形成第一裂缝。然后，泵注第三压裂液，第三压裂液中包括质量百分比为1.0％的kcl、0.2％的粘土稳定剂、8.0％的天然石英砂、余量为水。控制第三压裂液的泵注速度3.5m3/min，向第一裂缝内泵注180m3的第三压裂液。该第三压裂液中砂类支撑剂为粒径为20目至40目的兰州石英砂，用量为10m3，从而使其进入到第一裂缝内，支撑裂缝。接着，泵注第二压裂液，第二压裂液中包括质量百分比为1.0％的kcl、0.2％的粘土稳定剂、以及砂类支撑剂组合，且砂类支撑剂组合包括质量百分含量分别为13％、16％、18％的天然石英砂，该砂类支撑剂组合包括粒径为15目的粗砂，30目的中砂和60目的细砂，且砂类支撑剂组合的用量为30m3。泵注时控制第二压裂液的泵注速度依次为4.0m3/min，5.5m3/min，7.5m3/min，相应地，控制该第二压裂液中砂类支撑剂的质量百分含量依次为13％、16％、18％，且泵注第二压裂液的量为220m3。然后，使用质量百分比为1.0％的kcl、0.2％的粘土稳定剂、余量为水的顶替液将井
筒内残留的第三压裂液和第二压裂液顶替进高阶煤储层内。停泵，不闷井，测压合理控制返排参数，快速返排，控制储层压力的抬升和储层污染。通过上述压裂方法，煤层气的单井产气量达到1800m3至3200m3，平均单井日产气2100m3，相较于同区域邻近老井，采用上述压裂方法的气井的稳产气量为老井的2.5-3倍，累积产气156万m3，稳产期达11-23个月，疏导式压裂改造工艺有效提高了单井产量，改善了区块整体开发效果。
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