專利名稱：二氧化氯對(duì)煤儲(chǔ)層的表面改性與增透方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二氧化氯對(duì)煤儲(chǔ)層的表面改性與增透方法。
背景技術(shù)：
開發(fā)煤層氣可以獲得高效潔凈的能源、降低煤礦瓦斯治理成本，同時(shí)也可以減少溫室氣體排放。中國(guó)在鄂爾多斯盆地東緣、泌水盆地、陽(yáng)泉、阜新、鐵法、貴州六盤水、河南焦作與安陽(yáng)等地鉆井突破5000 口(截止2009年底)，僅局部地區(qū)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)性開發(fā)。究其原因是中國(guó)的煤層氣賦存存在“三低”特點(diǎn)，即低滲透率、低含氣飽和度與低臨儲(chǔ)比，雖然采取的儲(chǔ)層改造增產(chǎn)技術(shù)與國(guó)外相似，但效果并不理想，主要是單井產(chǎn)氣量低、穩(wěn)產(chǎn)周期短、采收率不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種二氧化氯對(duì)煤儲(chǔ)層的表面改性與增透方法，可降低煤儲(chǔ)層親甲烷能力兼具增透，提高井下鉆孔的抽采效率、縮短抽放時(shí)間，最大限度消除瓦斯災(zāi)害。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案二氧化氯對(duì)煤儲(chǔ)層的表面改性與增透方法，依次包括以下步驟(1)根據(jù)煤階和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)選定二氧化氯的配比濃度；(2) 選擇進(jìn)行水力壓裂儲(chǔ)層改造的地面煤層氣井或井下鉆孔；(3)在水力壓裂過程中，分段泵入選定濃度的二氧化氯，其中在前置液階段的泵注量不少于70% ； (4)關(guān)井3小時(shí)以上開始返排壓裂液；(5)效果檢驗(yàn)，主要指標(biāo)包括煤層氣井的臨界解吸壓力、日產(chǎn)氣量和最終采收率，或井下鉆孔的抽采量。所述的步驟(1)煤階高低決定了采用二氧化氯的濃度，基本原則弱粘煤及以下煤階二氧化氯濃度50(Tl000ppm，氣煤至瘦煤之間的煤階二氧化氯濃度100(T3000ppm，貧煤及以上煤階二氧化氯濃度300(T5000ppm。所述的步驟(1)具體用二氧化氯的濃度值將依據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)而定，依據(jù)煤芯在浸泡前后滲透率和吸附常數(shù)中的蘭氏體積和蘭氏壓力的變化，選擇滲透率增加50%以上，且相同壓力條件下吸附量降低10%以上的二氧化氯濃度值。所述的步驟(2)儲(chǔ)層強(qiáng)化方式選擇水力壓裂，采用的壓裂液為活性水或清水，適用地面煤層氣井，所述的地面煤層氣井水力壓裂改造煤儲(chǔ)層既包括煤層首次水力壓裂也含有煤層氣井的二次壓裂改造和解堵施工。所述的步驟(2)水力壓裂包括井下煤層鉆孔采用的水力擠出、深孔高壓注水、水力割縫、水力沖孔和水力掏槽。所述的步驟(2)活性水或清水里面伴注N2或C02。本發(fā)明利用二氧化氯與煤儲(chǔ)層作用，降低了煤的親甲烷能力，提高了煤層含氣飽和度與臨儲(chǔ)比，在提高臨界解吸壓力的同時(shí)增加了煤儲(chǔ)層的滲透率，提高煤層氣井的日產(chǎn)氣量和采收率，或井下鉆孔日抽采量，縮短抽放時(shí)間，有利于地面煤層氣開發(fā)和井下瓦斯治理。本發(fā)明的儲(chǔ)層增透屬于化學(xué)溶蝕增透，與傳統(tǒng)的物理增透截然不同，還可以通過化學(xué)改性的方式降低煤儲(chǔ)層的親甲烷能力，提高儲(chǔ)層的臨儲(chǔ)比和含氣飽和度，這對(duì)地面煤層氣開發(fā)和井下瓦斯治理有利，主要表現(xiàn)在提高單井日產(chǎn)氣量和采收率；提高井下鉆孔抽采能力、提高抽采效率、縮短抽放時(shí)間。
具體實(shí)施例方式二氧化氯對(duì)煤儲(chǔ)層的表面改性與增透方法，依次包括以下步驟(1)根據(jù)煤階和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)選定二氧化氯的配比濃度；(2)選擇進(jìn)行水力壓裂儲(chǔ)層改造的地面煤層氣井或井下鉆孔；(3)在水力壓裂過程中，分段泵入選定濃度的二氧化氯，其中在前置液階段的泵注量不少于70% ； (4)關(guān)井3小時(shí)以上開始返排壓裂液；(5)效果檢驗(yàn)，主要指標(biāo)包括煤層氣井的臨界解吸壓力、日產(chǎn)氣量和最終采收率，或井下鉆孔的抽采量。所述的步驟(1)煤階高低決定了采用二氧化氯的濃度，基本原則弱粘煤及以下煤階二氧化氯濃度50(Tl000ppm，氣煤至瘦煤之間的煤階二氧化氯濃度100(T3000ppm，貧煤及以上煤階二氧化氯濃度300(T5000ppm。所述的步驟(1)具體用二氧化氯的濃度值將依據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)而定，依據(jù)煤芯在浸泡前后滲透率和吸附常數(shù)(蘭氏體積和蘭氏壓力)的變化，選擇滲透率增加50%以上，且相同壓力條件下吸附量降低10%以上的二氧化氯濃度值。所述的步驟(2)儲(chǔ)層強(qiáng)化方式選擇水力壓裂，采用的壓裂液為活性水或清水，適用地面煤層氣井，所述的地面煤層氣井水力壓裂改造煤儲(chǔ)層既包括煤層首次水力壓裂也含有煤層氣井的二次壓裂改造和解堵施工。所述的步驟(2)水力壓裂包括井下煤層鉆孔采用的水力擠出、深孔高壓注水、水力割縫、水力沖孔和水力掏槽。所述的步驟(2)活性水或清水里面伴注隊(duì)或C02。本發(fā)明可降低煤儲(chǔ)層親甲烷能力兼具增透，提高井下鉆孔的抽采效率、縮短抽放時(shí)間，最大限度消除瓦斯災(zāi)害。對(duì)地面煤層氣開發(fā)而言，可以提高臨界解吸壓力、提高臨儲(chǔ)比也就等于縮短排采初期見氣時(shí)間；更重要的是在相同的枯竭壓力下煤層氣的采收率增加。
權(quán)利要求
1.二氧化氯對(duì)煤儲(chǔ)層的表面改性與增透方法，其特征在于依次包括以下步驟(1)根據(jù)煤階和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)選定二氧化氯的配比濃度；(2)選擇進(jìn)行水力壓裂儲(chǔ)層改造的地面煤層氣井或井下鉆孔；(3)在水力壓裂過程中，分段泵入選定濃度的二氧化氯，其中在前置液階段的泵注量不少于70% ； (4)關(guān)井3小時(shí)以上開始返排壓裂液；(5)效果檢驗(yàn)，主要指標(biāo)包括煤層氣井的臨界解吸壓力、日產(chǎn)氣量和最終采收率，或井下鉆孔的抽采量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二氧化氯對(duì)煤儲(chǔ)層的表面改性與增透方法，其特征在于所述的步驟(1)煤階高低決定了采用二氧化氯的濃度，基本原則弱粘煤及以下煤階二氧化氯濃度50(Tl000ppm，氣煤至瘦煤之間的煤階二氧化氯濃度100(T3000ppm，貧煤及以上煤階二氧化氯濃度300(T5000ppm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二氧化氯對(duì)煤儲(chǔ)層的表面改性與增透方法，其特征在于所述的步驟(1)具體用二氧化氯的濃度值將依據(jù)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)而定，依據(jù)煤芯在浸泡前后滲透率和吸附常數(shù)中的蘭氏體積和蘭氏壓力的變化，選擇滲透率增加50%以上，且相同壓力條件下吸附量降低10%以上的二氧化氯濃度值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二氧化氯對(duì)煤儲(chǔ)層的表面改性與增透方法，其特征在于所述的步驟(2 )儲(chǔ)層強(qiáng)化方式選擇水力壓裂，采用的壓裂液為活性水或清水，適用地面煤層氣井，所述的地面煤層氣井水力壓裂改造煤儲(chǔ)層既包括煤層首次水力壓裂也含有煤層氣井的二次壓裂改造和解堵施工。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的二氧化氯對(duì)煤儲(chǔ)層的表面改性與增透方法，其特征在于所述的步驟(2)水力壓裂包括井下煤層鉆孔采用的水力擠出、深孔高壓注水、水力割縫、水力沖孔和水力掏槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一條所述的二氧化氯對(duì)煤儲(chǔ)層的表面改性與增透方法，其特征在于所述的步驟(2)活性水或清水里面伴注N2或C02。
全文摘要
二氧化氯對(duì)煤儲(chǔ)層的表面改性與增透方法，依次包括以下步驟(1)根據(jù)煤階和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)選定二氧化氯的配比濃度；(2)選擇進(jìn)行水力壓裂儲(chǔ)層改造的地面煤層氣井或井下鉆孔；(3)在水力壓裂過程中，分段泵入選定濃度的二氧化氯，其中在前置液階段的泵注量不少于70%；(4)關(guān)井3小時(shí)以上開始返排壓裂液；(5)效果檢驗(yàn)，主要指標(biāo)包括煤層氣井的臨界解吸壓力、日產(chǎn)氣量和最終采收率，或井下鉆孔的抽采量。本發(fā)明可提高單井日產(chǎn)氣量和采收率；提高井下鉆孔抽采能力、提高抽采效率、縮短抽放時(shí)間。
文檔編號(hào)E21B43/26GK102168544SQ201110074229
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者倪小明, 劉曉, 夏大平, 宋金星, 蘇現(xiàn)波, 藺海曉, 郭紅玉, 陳俊輝, 韓穎 申請(qǐng)人:河南理工大學(xué)