一种煤储层相变改造方法技术

本发明专利技术公开了一种煤储层相变改造方法，属于煤储层改造技术领域。本发明专利技术通过向煤储层中的孔眼内依次注入隔离液、相变液、隔离液和冷媒液，使冷媒液将冷能传导至相变液，使之发生相变，体积膨胀，从而使得孔眼周围的煤储层在低温以及相变液产生的膨胀应力下形成网状的裂缝，网状的裂缝分支较多，增加了煤层气的开采通道，较利于煤储层中吸附的煤层气的开采；而且，该方法使煤储层从孔眼处扩张从而产生裂缝，并不承受外在物体的冲刷，因此减少了煤岩产生的煤粉，从而避免了裂缝的堵塞，使得本发明专利技术形成的裂缝的导流能力较强，利于煤储层相变改造后的排采工作，提高了煤层气开采效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤储层改造
，特别涉及一种煤储层相变改造方法。
技术介绍
在煤层气开采中，煤储层具有硬度低、易破碎、渗透率低等特点，煤层气不易开采出来，所以需要对煤储层进行改造，目的是以不破坏煤储层为前提，扩大煤储层裂隙，使吸附的煤层气有通道被开采出来。现有技术一般是采用水力压裂方式对煤储层进行改造，利用压裂泵车将水大排量注入煤储层中，当井底压力大于煤储层破裂压力后，煤储层中就会形成裂缝，从而提高煤储层的导流能力，使吸附的煤层气有通道被开采出来。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：水力压裂方式中大排量地向煤储层注入水，容易冲刷煤岩产生大量煤粉，从而容易堵塞压裂形成的裂缝，降低该裂缝的导流能力，影响压裂后的排采作业。
技术实现思路
为了解决现有技术的水力压裂易产生煤粉堵塞裂缝的问题，本专利技术实施例提供了一种煤储层相变改造方法。所述技术方案如下：一种煤储层相变改造方法，所述方法包括：步骤一：向煤层气井内下入套管，对煤储层进行射孔，向所述套管内下入保温油管和温度压力计，所述套管与所述保温油管之间设有环形空隙；步骤二：利用地面冷交换注入系统，向所述保温油管内注入定量隔离液；步骤三：利用地面冷交换注入系统，向所述保温油管内注入定量相变液；步骤四：继续向所述保温油管内注入定量隔离液；步骤五：通过所述地面冷交换注入系统，对冷媒液进行降温，并将降温后的所述冷媒液注入所述保温油管内，所述冷媒液将冷能传导至所述相变液，使所述相变液达到相变温度并发生体积膨胀，当所述温度压力计显示井底温度不再降低时，停止所述冷媒液的注入；步骤六：再次向所述保温油管内注入定量隔离液，若所述温度压力计显示井底压力大于等于煤储层的破裂压力，则重复所述步骤三至所述步骤六，继续对所述套管外的煤储层相变改造；若所述温度压力计显示井底压力低于煤储层的破裂压力，则所述套管外的煤储层相变改造结束。进一步地，所述步骤一中，对煤储层进行射孔，具体包括：在所述套管、所述套管外的所述煤储层中射出多个直径为9-11mm的孔眼，多个所述孔眼的排列密度为10-16个/m，每个所述孔眼的相位角相等且均为60°-90°。进一步地，所述步骤二：利用地面冷交换注入系统，向所述保温油管内注入定量隔离液，具体包括：打开所述保温油管的顶部开口和所述套管的顶部开口；利用所述地面冷交换注入系统中的改造液注入系统，通过所述保温油管的顶部开口向所述保温油管内以0.5-3.0m3/min的排量注入隔离液，所述隔离液经过所述保温油管的底部开口进入所述保温油管与所述套管之间的环形空隙中；当所述保温油管与所述套管之间的环形空隙内的隔离液的液面位置高于所述煤储层中的多个所述孔眼的最高位置时，关闭所述套管的顶部开口；所述改造液注入系统继续通过所述保温油管的顶部开口向所述保温油管内以0.5-3.0m3/min的排量注入定量的隔离液，促使所述隔离液经过所述孔眼进入所述煤储层。进一步地，所述步骤三：利用地面冷交换注入系统，向所述保温油管内注入定量相变液，具体包括：通过所述改造液注入系统向所述保温油管内以0.5-3.0m3/min的排量注入定量的相变液，并使所述相变液经过所述孔眼进入所述煤储层。进一步地，所述步骤四：继续向所述保温油管内注入定量隔离液，具体包括：通过所述改造液注入系统向所述保温油管内以0.5-3.0m3/min的排量注入定量的隔离液，并使所述隔离液经过所述孔眼进入所述煤储层。进一步地，所述步骤五：通过地面冷交换注入系统，对冷媒液进行降温，并将降温后的所述冷媒液注入所述保温油管内，所述冷媒液将冷能传导至所述相变液，使所述相变液达到相变温度并发生体积膨胀，当所述温度压力计显示井底温度不再降低时，停止所述冷媒液的注入，具体包括：在所述地面冷交换注入系统中，通过超低温冷源循环系统向冷交换装置输送冷源，并通过冷媒液循环系统向所述冷交换装置输送冷媒液，在所述冷交换装置中，所述冷源将冷能传导至所述冷媒液，使所述冷媒液的温度降至-10℃至-50℃；打开所述套管的顶部开口；利用所述冷媒液循环系统，通过所述保温油管的顶部开口向所述保温油管内以0.5-3.0m3/min的排量注入降温后的冷媒液；所述冷媒液将冷能传导至所述孔眼中的相变液，所述相变液接收所述冷能后达到相变温度并发生体积膨胀，使所述孔眼周围的煤储层产生裂缝；传导冷能后的冷媒液经过所述套管与所述保温油管之间的环形空隙排出至所述煤层气井外的所述冷媒液循环系统中进行回收；当所述温度压力计显示井底温度不再降低时，停止注入冷媒液。进一步地，所述步骤六：再次向所述保温油管内注入定量隔离液，若所述温度压力计显示井底压力大于等于煤储层的破裂压力，则重复所述步骤三至所述步骤六，继续对所述套管外的煤储层相变改造；若所述温度压力计显示井底压力低于煤储层的破裂压力，则所述套管外的煤储层相变改造结束，具体包括：关闭所述套管的顶部开口；通过所述改造液注入系统向所述保温油管内以0.5-3.0m3/min的排量注入定量隔离液，若所述温度压力计显示井底压力大于等于煤储层的破裂压力，则继续对所述套管外的煤储层进行相变改造，重复所述步骤三至所述步骤六，若所述温度压力计显示井底压力低于所述煤储层的破裂压力，则打开所述套管的顶部开口，静待至所述温度压力计显示井底温度恢复且高于所述相变液的相变温度时，所述套管外的煤储层相变改造结束。作为优选，所述冷媒液为饱和盐水，所述相变液为清水，所述隔离液为煤油。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术通过向煤储层中的孔眼内依次注入隔离液、相变液、隔离液和冷媒液，使冷媒液将冷能传导至相变液，使之发生相变，体积膨胀，从而使得孔眼周围的煤储层在低温以及相变液产生的膨胀应力下形成网状的裂缝，网状的裂缝分支较多，增加了煤层气的开采通道，较利于煤储层中吸附的煤层气的开采；而且，该方法使煤储层从孔眼处扩张从而产生裂缝，并不承受外在物体的冲刷，因此减少了煤岩产生的煤粉，从而避免了裂缝的堵塞，使得本专利技术形成的裂缝的导流能力较强，利于煤储层相变改造后的排采工作，提高了煤层气开采效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤储层相变改造方法，其特征在于，所述方法包括：步骤一：向煤层气井内下入套管，对煤储层进行射孔，向所述套管内下入保温油管和温度压力计，所述套管与所述保温油管之间设有环形空隙；步骤二：利用地面冷交换注入系统，向所述保温油管内注入定量隔离液；步骤三：利用地面冷交换注入系统，向所述保温油管内注入定量相变液；步骤四：继续向所述保温油管内注入定量隔离液；步骤五：通过所述地面冷交换注入系统，对冷媒液进行降温，并将降温后的所述冷媒液注入所述保温油管内，所述冷媒液将冷能传导至所述相变液，使所述相变液达到相变温度并发生体积膨胀，当所述温度压力计显示井底温度不再降低时，停止所述冷媒液的注入；步骤六：再次向所述保温油管内注入定量隔离液，若所述温度压力计显示井底压力大于等于煤储层的破裂压力，则重复所述步骤三至所述步骤六，继续对所述套管外的煤储层相变改造；若所述温度压力计显示井底压力低于煤储层的破裂压力，则所述套管外的煤储层相变改造结束。

【技术特征摘要】
1.一种煤储层相变改造方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤一：向煤层气井内下入套管，对煤储层进行射孔，向所述套管内下入
保温油管和温度压力计，所述套管与所述保温油管之间设有环形空隙；
步骤二：利用地面冷交换注入系统，向所述保温油管内注入定量隔离液；
步骤三：利用地面冷交换注入系统，向所述保温油管内注入定量相变液；
步骤四：继续向所述保温油管内注入定量隔离液；
步骤五：通过所述地面冷交换注入系统，对冷媒液进行降温，并将降温后
的所述冷媒液注入所述保温油管内，所述冷媒液将冷能传导至所述相变液，使
所述相变液达到相变温度并发生体积膨胀，当所述温度压力计显示井底温度不
再降低时，停止所述冷媒液的注入；
步骤六：再次向所述保温油管内注入定量隔离液，
若所述温度压力计显示井底压力大于等于煤储层的破裂压力，则重复所述
步骤三至所述步骤六，继续对所述套管外的煤储层相变改造；
若所述温度压力计显示井底压力低于煤储层的破裂压力，则所述套管外的
煤储层相变改造结束。
2.根据权利要求1所述的煤储层相变改造方法，其特征在于，所述步骤一
中，对煤储层进行射孔，具体包括：
在所述套管、所述套管外的所述煤储层中射出多个直径为9-11mm的孔眼，
多个所述孔眼的排列密度为10-16个/m，每个所述孔眼的相位角相等且均为60°
-90°。
3.根据权利要求2所述的煤储层相变改造方法，其特征在于，所述步骤二：
利用地面冷交换注入系统，向所述保温油管内注入定量隔离液，具体包括：
打开所述保温油管的顶部开口和所述套管的顶部开口；
利用所述地面冷交换注入系统中的改造液注入系统，通过所述保温油管的
顶部开口向所述保温油管内以0.5-3.0m3/min的排量注入隔离液，所述隔离液经
过所述保温油管的底部开口进入所述保温油管与所述套管之间的环形空隙中；
当所述保温油管与所述套管之间的环形空隙内的隔离液的液面位置高于所
述煤储层中的多个所述孔眼的最高位置时，关闭所述套管的顶部开口；
所述改造液注入系统继续通过所述保温油管的顶部开口向所述保温油管内
以0.5-3.0m3/min的排量注入定量的隔离液，促使所述隔离液经过所述孔眼进入
所述煤储层。
4.根据权利要求3所述的煤储层相变改造方法，其特征在于，所述步骤
三：利用地面冷交换注入系统，向所述保温油管内注入定量相变液，具体包括：
通过所述改造液注入系统向所述保温油管内以0.5-3.0m3/min的排量注入
定量的相变液，并使所述相变液经过所述孔眼进入所述煤储层。
5.根据权利要求4所述的煤储...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，余东合，杨益涵，宁萌萌，刘国华，车航，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11