煤炭学报

作者：李文达, 肖贺成, 梁卫国, 廖涛, 王在勇, 陈跃都, 朱帝杰,

关键词：层状储层, 穿层压裂, 泡沫压裂, 缝网导流能力, 煤系地层,

一体化穿层压裂是实现近距离煤系储层多气共采的关键技术，但常规低黏活性水压裂液易沟通层理等弱结构面，限制了水力裂缝纵向穿层扩展。鉴于此，基于泡沫流体高黏、低滤失和易返排等特性，提出N2泡沫低伤害穿层压裂煤系储层方法，通过室内浇筑灰岩、页岩与真实煤样的组合体试样，利用自行研制的大尺寸真三轴压裂渗流模拟装置，分别开展N2泡沫与活性水的真三轴压裂物理模拟实验，对比分析2种压裂介质泵压曲线、压后裂缝形态、缝网导流能力以及主裂缝面粗糙度特征，研究N2泡沫压裂裂缝起裂特征及垂向扩展行为。实验结果表明：① 高黏与低滤失N2泡沫压裂液穿层扩展能力强于活性水，相同应力条件下纵向穿层数量更多，但泵压曲线压力峰值低于后者，有利于穿层压裂施工；② 相比活性水，可压缩N2泡沫流体压裂增压时间更长，且其页岩层破裂压力高于前者约8.7 MPa；③ 压裂完成后，原位应力条件下N2泡沫压后缝网的重注压力较活性水低3.6 MPa，表明N2泡沫压裂形成的缝网导流能力更高；④ N2泡沫与活性水压裂主裂缝面粗糙度分别为20.53和13.56，更粗糙的裂缝面有利于生产过程缝网导流能力的保持。结论认为，可压缩N2泡沫以其高黏与低滤失特性可实现更好的纵向穿层效果，但横向缝网复杂程度相对较低，建议现场采取“泡沫造主缝+气体/活性水压裂造分支缝”复合压裂工艺，实现多岩性煤系储层的一体化穿层压裂与缝网改造。

来源：2023年第12期

《煤炭学报》期刊编辑部

查看煤炭学报杂志2023年第12期