伤害性能

在实验室分别对浓度为0.3%、0.5%的FYXF-3溶液以及常规活性水压裂液进行了伤害实验，实验结果见表2。

表2煤粉悬浮剂伤害实验

由表2看出,浓度为0.3%的FYXF-3溶液伤害率为13.9%,浓度为0.5%的FYXF-3溶液伤害率为12.23%,常规活性水压裂液伤害率为14.40%。这说明FYXF-3溶液在返排时,不会造成较高的伤害。

煤粉悬浮剂现场实施方案设计

韩城区块特点

煤层的非均质性、破碎程度、整体性直接影响着煤层压裂过程中产生的煤粉量。非均质性强、破碎程度高，说明煤层整体性差，压裂时易产生大量煤粉。对于非均质性弱、破碎程度不高、整体性好的煤层应采取大排量和大砂量、较高砂比的常规方式进行施工;对于非均质性强、破碎程度高、整体性差的煤层应采取排量慢慢提升、较低砂比的施工方式进行施工，同时在活性水压裂液中加入FYXF-3。

对表3综合分析可得，韩城主要目的煤层以贫煤和贫煤-无烟煤为主，属于中高阶煤，含气量较高;相同的演化条件下，惰质组产气率最低，镜质组产气率是惰质组的4.3倍。说明韩城区块镜质组的含量相对比较高，含气量较好，通过合理压裂改造能获得较好的产能;各井组的同一层系间差异较大，韩城区块煤层的非均质性非常强。

表3韩城区块主要煤层测试分析表

破碎程度可以通过测井资料来判断，煤层的声波小，密度大，则煤层的破碎程度不高，整体性好;反之声波大，密度小则煤层破碎程度高，松散，呈碎煤或碎粒煤;测井曲线反映煤层的声波时差一般在370~410μs/m、密度测井值为1.28~1.7g/cm³。表4为韩城区块主要目的层声波时差、密度测试分析结果，可以看出韩城区块声波偏高、密度中等，说明其煤层整体表现破碎程度较高、整体性较差。

表4韩城区块主要目的层声波时差、密度测试分析结果

韩城区块属于中高阶煤，含气量较高，具有通过压裂改造增加产能的价值，同时其非均质性非常强、煤破碎程度高、整体性差，因此采用在活性水压裂液中加入煤粉悬浮剂的措施来获得较好的产能是合适的。

现场实施方案设计与应用

在FYXF-3煤粉悬浮剂性能评价的基础上，结合韩城区块煤层的特点，设计了压裂现场实施方案，见图6。前置液采用大液量活性水压裂液400~500m3，在前置液阶段加入0.3%FYXF-3，将煤粉冲至裂缝远端，同时改变煤粉的润湿性，使大粒径煤粉沉积，小粒径煤粉不能通过前端裂缝。在施工高砂比阶段和顶替液阶段加入0.5%FYXF-3，施工后能够携带部分煤粉至地面，有效减小近井筒裂缝中煤粉带来的渗透率损失，提高裂缝导流能力。

煤粉悬浮剂FYXF-3在韩城区块一口煤层气井进行了现场应用，该井目的层段532.3~537.7m，采用光套管压裂方式，全程采用加入0.5%FYXF-3的活性水压裂液，共注入压裂液763.70m3，加入0.45~0.90 mm的石英砂50.75m3，0.90~1.60mm的石英砂10.00 m3，平均砂比为10.2%，施工排量为3.0~8.09m3/min。压后排采，日产水2m3/d左右，经3个月排采，初期产气量为800m3/d左右。排采过程中有大量煤粉产出，且该井发生煤粉卡泵、检泵的几率较邻井很大程度地降低。韩城区块煤层气井生产数据曲线见图7。

结论

1.FYXF-3具有良好的分散悬浮煤粉性能，在其浓度不小于0.3%时，能够较好地悬浮并携带裂缝和井筒中韩城区块现场煤粉，使其顺利返排。

2.浓度在0.3%以上的FYXF-3溶液能够降低煤粉表面张力和接触角、增加吸附量，从而改善煤粉表面的润湿性能，防止分散的煤粉结块而产生沉降，有利于悬浮煤粉并将其返排，从而使压裂液对地层的伤害程度小于常规活性水压裂液。

3.结合韩城区块的特点，对韩城区块煤层，采用在前置液阶段加入0.3%FYXF-3、在携砂液阶段后期加入0.5%FYXF-3的现场实施方案。该方案现场应用一口井，取得了预期效果。