煤层气水平井定向喷射防砂压裂技术及应用

我国煤层气资源储量丰富，但是单井产量低、增产难度大、稳产期短是煤层气高效开发的瓶颈难题。此外，煤层气井在排采过程中普遍存在着由于出砂、出煤粉导致关停井的现象，严重制约了煤层气的开发效果。为了实现定点、定向、体积造缝，研发了水力喷射定向多段多簇压裂配套防砂工艺。该方法通过采用“反重力法”在水平井段实现喷砂射孔喷嘴的精准定向，集喷砂射孔、水力封隔、体积压裂为一体，提高产量的同时有效防砂。以山西沁水盆地郑庄区块3号煤层为改造对象，开展了2口L型水平井分段压裂工程试验，以“4点钟—8点钟”方向定向喷射造缝，取得了良好的增产和防砂双重效果。结果表明：（1） 2口L型套管水平井均压裂10段，其中1口井含1段2簇、簇间距10 m,单段平均砂量50 m3、液量800 m3,施工顺利，未出现压裂液大量滤失、窜层和砂堵的问题；（2）改造后2口井稳定日产气量分别为10 100,16 000 m3/d,日产气量达到10 000 m3/d的提产时间为1个月，具有提产速度快、达产时间短、稳产气量高的特点，日产气量是同区块直井单井日均产气量的5～9倍，是水平井单井日均产气量的1.4～2.3倍；（3）现场取水样表明水质较清，2口井均未出砂，排采设备运行平稳。除了原生结构煤储层改造外，该技术还可推广应用于构造煤顶底板定向压裂、多层/薄互层定点定向穿层改造等，为煤层气水平井的高效开发提供了新的技术支撑和增产方向。