碎软低渗煤层水平井水力喷砂射孔工艺优化

作     者：张永成 赵祉友 汪奇 文贤利 刘亮亮 李德慧 张为 王旭超 李大冬 ZHANG Yongcheng;ZHAO Zhiyou;WANG Qi;WEN Xianli;LIU Liangliang;LI Dehui;ZHANG Wei;WANG Xuchao;LI Dadong

作者机构：煤与煤层气共采国家重点实验室山西晋城048000 晋能控股集团有限公司山西大同037000 中原石油勘探局井下特种作业公司河南濮阳457000 新疆油田公司工程技术研究院新疆克拉玛依834000 中国石油工程建设有限公司北京100120 华阳一矿通风工区山西阳泉045000 

出 版 物：《煤炭工程》 (Coal Engineering)

年 卷 期：2024年第56卷第2期

页      面：17-23页

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

基　　金：山西省煤层气联合研究基金项目(2016012003) 中国工程院院地合作项目(2020SX4) 山西省揭榜招标项目(20201101004) 

主　　题：碎软低渗煤层 水平井 水力喷砂射孔 压裂 

摘      要：针对碎软低渗煤层水平井煤粉产出危害,提出采用水力喷砂射孔压裂来实现“射孔-增透-控粉为一体的压裂改造理念,具体工艺包含水力喷砂射孔、高压射流、环空压裂以及水力补射孔清洗。通过成本及工艺对比,选择油管拖动水力喷砂射孔方式进行压裂,并对工艺和关键工具进行优化。首先,优化防反冲蚀破坏一体化硬质合金圆锥收敛型喷嘴,能实现排量2.0~2.5 m3/min时,射流压力为16.5~25.8 MPa。其次,优化喷射器本体,能有效射穿套管、水泥塞,并射入岩石一定深度。配套一体化管柱顺利完成了煤层气U型水平井压裂和补射孔施工各8段,每段射孔时间15 min以上,并充分顶替返排煤粉,投产3年后产气量仍达到3500 m3/d以上,表明优化工艺达到了碎软低渗煤层改造效果。与连续油管分段压裂技术相比,油管拖动水力喷射压裂单段压裂作业成本降低了28.5%。