一种煤体降滤固结-定向蓄能压裂增透方法

专利主权项内容

1.一种煤体降滤固结-定向蓄能压裂增透方法，其特征在于：包括如下四个步骤：S1预先向压裂段周围煤体的孔-裂隙中注入降滤剂：使用降滤剂对钻孔压裂段周围煤体的孔-裂隙进行有效固结，提高煤体力学强度，实时监测降滤剂的注入压力，调整降滤剂的注入频率和注入速率，当监测到注入压力达到煤体破裂压力的80％-90％时，维持降滤剂的注入压力不变，防止煤体因降滤剂注入压力过高而破坏，当再次监测到压力升高时，停止注入并抽出井筒内残余的降滤剂，静置一段时间，等待降滤剂生效后检测煤体的降滤固结效果，当煤体的抗压强度满足水力压裂的基本力学条件，准备进行下一步工作；S2实施煤体压裂段定向预制微裂缝，确定水力压裂主裂缝的起裂位置和扩展路径：借助水力射孔装置，对降滤固结后的煤体实施定向预制微裂缝，根据设计方案和前期降滤效果，调整射孔位置和角度至预期压裂位置后开展水力射孔作业，确定高压压裂液能量释放的突破位点，为下一步水力压裂主裂缝的定向起裂、扩展做好准备；S3启动水力压裂造缝，高压压裂液沿预制微裂缝侵入煤体：由于实施水力压裂前压裂段煤体的滤失性已经得到改善，在启动水力压裂后，压裂段内蓄积高压能量的压裂液沿预制微裂缝定向起裂、扩展，形成压裂开度更广、延展距离更远的主裂缝，实现定向压裂增透促产的目标；S4利用支撑剂与井筒附近降滤剂之间的斥力，推动支撑剂高效铺至井筒远端裂缝：在支撑剂中加入与降滤剂同性的极性材料，使得二者具备同性相斥的特性，在支撑剂随压裂液泵入水力压裂主裂缝的过程中，利用支撑剂与井筒附近降滤剂之间的斥力，推动支撑剂向井筒远端裂缝运移，完成对水力压裂主裂缝的有效支撑，解决支撑剂在井筒近端裂缝堆积而无法远距离输运的难题；所述的煤体降滤固结-定向蓄能压裂增透方法，包括降滤剂、支撑剂、煤体、压裂管路、水力射孔装置和压力传感器，将降滤剂预先注入压裂段煤体周围的孔-裂隙内，实时监测降滤剂的注入压力，控制降滤剂的注入频率和注入速率，当监测到注入压力达到煤体破裂压力的80％-90％时，维持降滤剂的注入压力不变，防止煤体因降滤剂注入压力过高而破坏，当再次监测到压力升高时，停止注入并抽出井筒内残余的降滤剂，静置一段时间，等待降滤剂生效后检测煤体的降滤固结效果，当煤体的抗压强度满足水力压裂的基本力学条件，则利用水力射孔装置对降滤固结后的煤体实施定向预制微裂缝，确定后期水力压裂主裂缝的扩展走向，启动水力压裂造缝，积聚的高压压裂液沿着预制微裂缝侵入煤体，将预制微裂缝定向拓宽并延伸至井筒远端，形成水力压裂主裂缝，此时，与降滤剂携带相同极性材料的支撑剂随着压裂液流入水力压裂主裂缝，支撑剂与降滤剂之间产生的斥力推动支撑剂向井筒远端裂缝运移，达成高压起裂、定向扩展和远端深入的水力造缝目标，进而提升了煤体增透促产的效果。