水力压裂原理及作用-煤层气开采工艺

煤层水力加砂压裂是利用增应力的方法对煤层实施的一种进攻性措施，它利用强大的水动力对煤层实施强行注水，当煤层的注水压力超过煤岩的抗压强度时，煤层中的微裂缝被压开并在横向上和纵向上得到延伸。由于煤岩与其上下围岩的岩石力学性质有较大的差异，一般情况下裂缝被限制在煤层范围内，压开的主裂缝沿最大水平主应力方向在煤层中延伸，动态裂缝的单向延伸距离可达到130m以上。为了保持裂缝的导流能力，在压裂施工中需要在裂缝中充填特殊要求的支撑剂。

水力加砂压裂可在煤层中建立一条具有较高导流能力的主支撑裂缝，同时使煤层中的众多微裂缝相互连通，在煤层中形成复杂的连通网络，有效地连通井筒和储层，从而提高煤层渗透性，以促进排水降压，提高产气速度，达到增产的效果，这对低渗透煤层中开采煤层气尤为重要。由于压裂对煤层是增应力作用，在压裂裂缝的扩展、连通和支撑过程中，压裂液对煤岩本体是一种很强的挤压作用，它会导致煤岩的弹性或塑性变形，给以后的裂缝闭合提供能量基础，所以，压裂井的早期排采生产管理非常重要。(www.xing528.com)

目前，水力压裂改造措施是国内外煤层气井增产的主要手段。在美国14000余口煤层气井中，有90%以上的煤层是通过水力压裂改造的，经压裂后的煤层，其内部可出现众多延伸很远的裂缝，使得在煤层气井抽采时井孔周围出现大面积的压力下降，受降压影响，煤储层中气体解吸的表面积增大，保证了煤层气能迅速并相对持久地释放，其产量较压裂前可增加5～20倍，增产效果非常显著。水力压裂改造技术在我国也得到了很好的应用，目前几乎所有产气量在1000m3／d以上的煤层气竖直井都是经过压裂改造的。