第一章 绪论 1
第一节 煤层气直井储层改造技术研究意义 2
第二节 国内外煤层气井压裂工艺技术进展 4
一、煤层气储层改造技术研究进展 4
二、压裂液配方研究进展 10
三、压裂液对煤储层伤害研究进展 15
四、压裂工艺参数优化研究进展 16
第三节 煤层气直井储层改造技术研究方案 18
一、主要研究内容 18
二、研究方法与技术路线 19
三、预期目标 19
第二章 煤层气直井储层改造技术一般工艺流程与类型 21
第一节 煤储层改造的目的与特殊性 22
一、煤储层改造的目的 22
二、煤储层改造的特殊性 22
第二节 煤层压裂与砂岩层压裂的异同 24
一、煤层压裂与砂岩层压裂的相同点 24
二、煤层压裂与砂岩层压裂的不同点 25
第三节 煤层气直井储层改造的一般工艺流程 29
第四节 煤储层改造类型划分及工艺选型 33
一、煤储层改造类型划分关键指标的确定 33
二、煤储层改造类型划分关键指标临界值的确定及划分 34
三、煤储层改造工艺选型建议 36
第三章 活性水常规改造单一煤层关键技术与应用 38
第一节 活性水常规改造单一煤层关键技术 39
一、开发层系的选择 39
二、射孔方式及密度选择 40
三、压裂液配方实验优选 42
四、支撑剂的选择 45
五、不同煤体结构活性水压裂裂缝形态 51
六、不同煤体结构活性水压裂泵注参数优化 64
第二节 活性水改造单一煤层应用与效果评价 68
一、低中渗Ⅱ类煤为主储层活性水改造技术应用 68
二、低渗Ⅲ类煤为主煤储层活性水改造技术应用 71
第四章 酸化压裂改造煤层关键技术与应用 77
第一节 酸化压裂改造煤层关键技术 78
一、开发层系的选择 78
二、酸化压裂液配方优选 78
三、不同煤阶煤酸化前后表面结构及渗透率变化特征 93
四、酸液与其他不同压裂液混合压裂泵注程序设计 118
第二节 酸化压裂煤层适用性评价及应用 119
一、现场应用 120
二、适用性评价 120
第五章 胍胶压裂改造煤层关键技术与应用 122
第一节 胍胶压裂液低温破胶剂实验优选 123
一、实验方案 123
二、实验测试结果 124
三、破胶剂实验优选结果 129
第二节 HPG压裂煤储层的主要伤害负效应研究 129
一、HPG压裂液引起支撑剂导流能力变化研究 130
二、破胶液对煤心渗透率伤害实验研究 133
第三节 胍胶压裂液改造煤储层综合导流能力研究 136
一、HPG压裂工艺流程 137
二、压裂造缝时裂缝长度和宽度计算 137
三、HPG携砂形成的有效支撑裂缝形态 138
四、不同条件下支撑剂铺置有效支撑缝长 149
五、HPG和活性水压裂导流能力对比 155
第四节 胍胶压裂泵注程序设计 158
第五节 胍胶压裂工艺的工程应用与适用性评价 159
一、研究区地质概况 160
二、HPG压裂主要参数的确定 160
三、煤层气直井压裂效果评价 161
四、胍胶压裂液适用性评价 162
第六章 氮气伴注压裂改造煤层关键技术与应用 165
第一节 注氮气对煤储层的增能作用 166
一、二元气体等温吸附／置换实验研究 166
二、注氮气引起的储层压力变化规律 168
第二节 注氮气对煤储层的增透作用 172
一、氮气驱替甲烷过程煤基质变形规律 172
二、注氮气引起的煤孔裂隙结构变化特征 179
三、注氮气对煤储层孔裂隙导流能力的影响 180
第三节 氮气伴注压裂工程应用及适用性评价 184
一、水力压裂伴注氮气提高煤层气直井采收率的影响因素 184
二、氮气伴注压裂工程应用 185
三、氮气伴注压裂适用性评价 187
第七章 二氧化碳压裂改造煤层关键技术与应用 190
第一节 CO2注入后吸附-解吸及置换特征 191
一、注CO2后气体吸附-解吸特征 191
二、注CO2后置换CH4特征 196
三、超临界条件下注CO2后气体吸附、解吸、置换特征 199
第二节 CO2注入后的化学作用引起煤储层渗透率影响机理 205
一、CO2注入后化学作用引起的煤储层渗透率变化特征 206
二、CO2注入后化学作用引起的渗透率变化机理 217
第三节 CO2注入后物理作用引起煤储层渗透率变化特征 222
一、CO2注入后物理作用引起的煤储层渗透率变化实验研究 222
二、CO2置换CH4过程渗透率变化特征 227
第四节 CO2压裂技术工程应用及适用性评价 236
一、二氧化碳泡沫压裂工程应用 237
二、二氧化碳泡沫压裂的适用性 240
第八章 几种特殊活性水改造煤层关键技术与应用 241
第一节 多煤层合层压裂改造关键技术与应用 242
一、多煤层合层投球压裂技术原理 242
二、合层水力压裂关键参数优化 243
三、应用效果评价 247
第二节 连续多次水力压裂煤层关键技术与应用 249
一、连续多次水力压裂技术原理 249
二、晋城矿区连续多次水力压裂裂缝展布特征 250
三、应用效果评价 258
第三节 单一煤层重复水力压裂综合选井技术 259
一、单一煤层重复水力压裂选井评价指标的构建 259
二、基于多层次模糊综合评价的重复水力压裂选井方法 261
三、应用与评价 262
参考文献 266