小型测试压裂是在主压裂施工之前进行的一项评价准备工作,可以为主压裂设计和施工提供重要参考。在常规石油和天然气储层的压裂施工中,小型测试压裂已经得到广泛应用,但对煤层气地层,其适用性和解释的准确性还需要进一步研究改进。对于煤层气地层,测试压裂的作用十分明显。由于煤层气地层天然裂缝比较发育,在压裂时,天然裂缝张开,容易形成多裂缝,造成压力的异常升高,而通过测试压裂的分析,可以提前判断是否存在天然裂缝张开的现象,这样,可以及早采取措施,避免施工事故。本论文,就是针对煤层气地层天然裂缝发育和滤失对应力敏感这些特征,提出了有针对性的测试压裂解释方法,并用于实际的压裂施工中。小型测试压裂包括阶梯排量测试、定排量注入和停泵测压降这三个阶段。其中,阶梯排量测试又可以分为阶梯升排量和阶梯降排量两种方法;停泵测压降也可以分成裂缝闭合前和闭合后两个阶段。利用阶梯升排量过程中的压力和排量之间的关系,可以确定地层裂缝的延伸压力和闭合压力以及地层渗透率。通过分析阶梯降排量测试,可以确定射孔孔眼和近井筒的摩阻大小,并判断裂缝的扭曲情况。分析定排量注入过程中的压力变化,可以判断裂缝的延伸情况,并模拟计算出裂缝的几何参数。停泵后,通过裂缝闭合前的压降分析,可以确定地层滤失系数、地层闭合压力和闭合时间,以及裂缝的几何参数等;裂缝闭合后的压降分析,用来确定地层渗透率和地层压力等参数。综合应用这些方法,最终确定出地层、裂缝和压裂液等的有关参数,进而改进压裂设计,并及时调整主压裂施工。针对煤层气地层的测试压裂,本文提出了一些新的解释方法,主要有:1、利用无限大地层的不稳定渗流理论,提出了阶梯升排量过程中确定地层裂缝延伸压力和渗透率的新方法。比以往的方法更加可靠、简单实用。同时,根据第一段直线的斜率大小,可以确定地层渗透率,并与其它方法相互对比验证。2、考虑煤层渗透率的应力敏感性和天然裂缝发育的特征,根据裂缝闭合前的压降分析,确定地层滤失系数与净压力之间的关系,以适用于煤层气地层。建立压裂液滤失系数与压力之间的动态计算模型,并对裂缝闭合过程进行模拟。3、在定排量注入过程中,考虑滤失系数对应力的敏感性,进行净压力拟合,分析判断裂缝的延伸情况,更加符合实际。结合已经建立的压裂液滤失对应力敏感的动态计算模型以及二维PKN裂缝模型,模拟压裂注入过程中的净压力变化,可以确定裂缝的几何尺寸,为压裂施工提供决策。4、将测试压裂停泵后压降分析进一步细分成裂缝闭合前和闭合后两个阶段,分别利用相应的模型确定裂缝和地层参数,并相互验证,所得结果更加可靠准确。同时,引入常规试井解释方法,根据单一和双重介质两种情况,分别对停泵后的压降进行解释分析。煤层气地层的测试压裂具有较好的应用前景,因为它不仅能为主压裂提供参考,而且可以用于压裂效果评价分析。相对于井温测试、微地震和地面测斜等监测手段,测试压裂方法比较简单,成本较低。另外,由于煤层气地层渗透率较低的特殊情况,常规注入压降试井所需要的时间较长,而测试压裂只需要出现裂缝闭合后的径向流阶段,往往几个小时就可以实现,因此,可以代替常规试井。无论从能够确定地层、裂缝和压裂液等的参数方面,还是用来代替裂缝监测和常规试井等方面,测试压裂都有一定的优势,这也是研究的意义所在。