煤层气井液氮伴注压裂增透机制及应用研究

张文勇¹，司磊²，郭启文³，田坤云¹，张瑞林¹

1. 河南工程学院安全工程学院2. 郑州工业技师学院3. 河南省煤层气开发利用有限公司

摘 要：针对平顶山矿区煤储层"低压、低渗、低饱和度"的特点,为提高地面煤层气储层改造效果,增加煤层气单井产量,提出了采用液氮伴注技术对储层进行压裂改造。基于断裂力学理论,系统分析了液氮伴注压裂的增产机制:液氮汽化吸热致使煤岩降温所产生的温度应力和体积膨胀产生的孔隙压力两者作用下致使煤岩体发生破坏,生成大量微裂隙,提高煤储层渗透性,达到对煤储层改造的目的。采用液氮伴注压裂可显著提高施工砂比,降低压裂液滤失,减小对储层的伤害。压裂后能有效提高地层能量,提高临界解吸压力,缩短煤层气井排采见气周期。现场试验表明:单井最高日产气量达1 708m3,累计产气量620 000 m3,在构造煤发育区实现了稳定、连续产气。

关键词：煤层气井;液氮伴注压裂;温度应力;增透机制;