多层合采井排采管控方法探讨

为提高区块开发效果,近年来通过地质研究与技术攻关,优选甜点区进行了15号单采、3号煤和合采井试验,取得了良好的效果,明确了15号煤的开发潜力。但在规模开发中发现,虽整体效果较老井产量有明显突破,但合采井产气效果差异大,且存在部分合采井产量低于单采井的情况。通过对气、水产出机理分析发现,多层合采井在开发过程中易受层间干扰影响,易导致上部煤层产量波动,甚至造成储层伤害。针对此问题,从排采管控方面提出了保护煤储层排采管控方式,最大限度的稳定排采,提高开发效果。     

临汾地区煤层气井产层组合方式对产能的影响研究

分析了临汾地区5#、8#、9#煤层在不同组合方式下的气井排采效果,得出了合采5#+8#或5#+9#煤层组合的气井产能优于单采5#煤层及合采5#+8#+9#或5#+砂岩层+9#煤层组合的气井产能,并依据现场测试数据及理论计算,深入研究了产层间地质条件差异对煤层气井产气效果的影响,结果表明:层间水文地质条件、压力系统及渗透性、含气性及胶结程度、总资源量的差异是引起煤层气井产能好坏的主要原因。     

新疆阜康地区多煤层组合条件下开发层段评价优选

多煤层地区优势开发层段评价以及优势组合层段选取是决定煤层气资源动用率、开发经济效益的重要工作。从煤储层可改造性和排采关键参数出发,优选煤岩力学性质、有效压裂厚度、煤体破碎程度、临储压力比和试井渗透率5个评价指标,利用模糊数学层次分析法优选甜点层段。考虑资源适配性、层间兼容性和排采稳定性,选取煤层相对埋深、含气量、临储比、储层压力梯度和渗透率5个关键参数,采用聚类分析对优势产层组合关系进行探讨。评价结果显示:以潜力值U0.75为节点可优选出A2,A5,39,41,42共5个甜点层段,资源配置优,渗透性好,可改造性强;优选出A3～A4,A7～A8和41～42共3套优势组合层段,组合层段间具有相似的渗透率、压力梯度以及临储比,排采过程中易达到生产"同步",评价优选结果与气井产能特征基本一致。进一步结合排采特征分析认为,多因素的耦合作用是四工河矿区煤层气井的主要控产机理,生产部署应着重考虑构造部位、埋深特征,首当考虑优势单煤层开发(A2,A5煤),多煤层优势组合多为低潜力煤层(A3～A4,A7～A8煤),可于开发后期进行开发部署;白杨河矿区煤层气井产能整体受控于煤体结构、多煤层排采组合以及生产井型,应在充分考虑煤体结构的非均质性以及煤层发育的不连续性的基础上,规避碎粒、糜棱煤发育区,对优势单煤层开发(42煤等)的同时可兼顾优势煤层组(41～42,39～41～42煤)合层排采,提高煤层气资源动用率。     

沁南潘河区块15号煤煤层气高效开发技术

本文在系统分析制约15号煤开发关键地质问题的基础上,总结了第一批15号煤12口试验井产气效果未达到预期的主要原因,针对性提出了15号煤煤层气开高效开发技术。研究结果表明,影响15号煤层开发的主要地质条件为15号煤层顶底板灰岩稳定发育且局部高含水,同时,局部高含H2S,制约15号煤开发先期开采效果的主要原因为开发工艺技术与地质条件不匹配,在此基础上提出了以L型水平井为主要开发井型,采取开发有利区优选、井型井网优化、批钻项目管理、储层保护、螺杆泵配套地面回注水排采工艺技术等技术策略进行15号煤单采试验。现场应用结果表明,采取调整后开发策略技术应用效果较好,试验井稳产阶段单井产量最高达到32000m^3/d、平均单井产量10000m^3/d。     

煤岩特征及其对煤层气勘探开发的影响

煤岩特征分析有助于了解煤储层物性优势、优选富集高渗区域与评价单井开发潜力。基于黔西五轮山矿区煤岩和测井资料,采用地质理论与工程实践分析相结合等方法,研究了煤岩与测井响应特征,探讨了其与煤层气勘探开发的关系。结果表明,6-3,9,16号煤层机械强度可能相对于其它煤层较好,但16号煤层整体发育了碎粒煤—糜棱煤结构,显著降低了煤体结构强度及渗透性。采用直井压裂开发方案时,可选择3,5-3,6-3,8,16号等5个煤层分层射孔压裂,有利于排采增效。5号和8号煤层相对施工水平井较为有利,但单一薄煤层水平井作业可能提高产能有限,因此,煤层气井型选择应优先选择直井开发模式。16号煤层不利于水平井工程稳定性,如采用直井开采,应避开其构造煤分层。     

黔西小屯井田煤层气多层合采产层组合优化

贵州小屯井田龙潭组煤系具有煤层数量多、煤层间距小、煤层厚度薄等特点,煤层气开发需以多层合采为主要方式;与单一厚层状煤层相比,多煤层合采易发生层间干扰,影响合采效果及资源动用程度。基于小屯井田钻孔岩性与含气性分析,识别出有利、较有利与不利3种煤岩层组合类型,考查各煤层厚度、埋深、含气量等特征,对比各煤层的煤层气资源条件,综合考虑储盖组合、含气性、渗透性、储层压力、地应力等因素,划分出Ⅰ(6_上煤+6_中煤+6_下煤)、Ⅱ(7煤)、Ⅲ(33煤+34煤)共3套叠置煤层气系统;在此基础上,优化合采产层组合,并确定有序开发模式为优先开发上部产层组合(6_上煤+6_中煤+6_下煤),其次为下部组合(33煤+34煤),最后考虑经济与时间成本确定是否单独开发7煤;确立了资源条件分析-含气系统划分-产层组合优化的多-薄煤层发育区煤层气合采层位优选思路。     

陇东地区地下水对煤层气开发的影响

陇东地区主要含煤地层为延安组,可采煤层主要为5号、6号和8号煤层,煤层瓦斯含量高,煤层气资源丰富。在煤层气勘探的过程中发现,该区下白垩统志丹群洛河组、宜君组裂隙承压含水层为中等富水含水层,且地下水矿化度高,构成煤5和煤8层顶板间接充水含水层,导致煤层气井排采过程中产水量大,动液面下降困难,且油管、油杆等设备腐蚀严重,影响了煤层气井的连续排采。本文通过对该区煤层气井排出水进行测试化验,根据化验结果找出设备腐蚀的原因,并针对该水文地质条件提出煤层气井改进措施。     

煤层气开发层系划分原则与方法

我国的含煤层系一般井段长,层数多,单层厚度薄,需要组合层系进行开发。通过对理论与实际资料的分析,提出了煤层气开发层系划分的原则和方法。认为一套层系的煤层厚度下限为5 m,井段长度上限为371.3 m;不同煤层应属于同一压力体系,层系内的煤层厚度要稳定,并有一定的面积,投入开发的煤层与相邻的富水层之间要有稳定的隔层隔开,同一层系内的煤层其解吸压力应该相近。这些原则和方法可为我国煤层气的开发提供参考依据。     

潘河区块煤层气定向井钻井工艺研究

通过采用"优化设计、镶嵌暂堵钻井液技术、超低密度固井技术以及轨迹控制技术"等工艺方法,在原3号煤井场上扩建后再部署15号煤定向井进行钻井施工。试验井组X井组平均机械钻速5.51m/h,比设计提前3.6天完井,煤层平均井经扩大率5.9%,各项钻井质量指标合格,施工期间同井场3号煤井正常排采。研究结果表明,这套工艺方案可以减少钻前工程成本,提高井场利用率,保护井壁稳定,实现潘河区块3号煤和15号煤的共同开发。     

湘中煤层气井水力压裂改造效果初评

选择湘中涟源凹陷洪山殿矿区,实施煤层气"参数井+试采井"钻探,并采用电缆输送桥塞+射孔压裂联作工艺对该井4个煤层进行针对性改造。结合钻孔揭示煤系层结构及区域构造煤特点,选择尽量避开煤层主体,针对主力煤层顶底板、夹矸进行射孔,并制定合理的压裂方案。数据显示,煤层气井4层煤的压裂施工基本按照方案执行,达到了设计要求;结合区域资料及微地震监测数据分析,认为构造煤的"顶底板+夹矸"压裂效果存在一定差异,底板压裂优于顶板压裂效果。通过该煤层气井近5个月排采实践,初步证实湖南构造煤顶底板压裂效果明显,达到预期目标。     

沁水盆地寿阳勘探区煤层气井排采水源层判识

煤层气井水源层判识,对于单井排采动态诊断、优选作业井层和制定科学的压裂方案均具有重要意义。针对寿阳勘探区煤层气井高产水问题,开展了区域水动力场和能量场、煤系砂岩和灰岩含水性、目标煤层围岩岩性连井对比、井筒与煤层围岩含水层连通关系以及典型煤层气井水源层剖析等方面的研究。研究表明,区域水动力场和煤层渗透率是煤层气井平均产水水平的决定因素,而煤层气井产水量的井间差异主要受控于单井波及范围内局部地质工程因素(断裂、压裂缝类型和高度及岩性组合),水力压裂缝是除断裂外煤层与围岩含水层沟通的一种方式。通过综合分析,本文取得的结论是,煤系砂岩是寿阳勘探区煤层气井的主要水源层,太原组灰岩对排采的影响有限。建议在煤层气开发井层优选和压裂方案设计时,重点考虑目标煤层与砂岩含水层的垂向组合关系。     

沁南潘庄井田煤层气产能预测研究

煤层气产能预测是煤层气开发潜力评价和决策的重要研究内容。文章基于潘庄井田煤层气开发及实测资料,采用COMET3煤层气藏模拟软件对潘庄井田煤层气产能进行了模拟。结果表明:煤层气产能受诸多煤层气开发参数及其耦合作用控制,各参数对煤层气产能影响程度不同,实测参数的完整性影响煤层气井历史拟合和产能预测结果的真实可靠性;历史拟合模型可靠,产能预测结果具有高度可信度;产能预测结果显示研究区气井产气效果好,具备商业开发潜力。     

筠连煤层气井高产水原因分析及措施成效

为了提高煤层气井的单井产量,通过开展煤层段及相邻含水层位的水动力特征及煤层压裂的裂缝延伸情况研究,结果表明高产水的主要原因为发育在断层附近的部分煤层段在压裂后沟通了外来水源;根据静态、动态结合分析确定了主要产水层位,通过采取堵水措施,封堵主要产水层位,有效的控制了单井产水,提高了单井产气量,取得良好生产效果。形成了该区域煤层气高产水井有效的治理体系,指导煤层气井持续稳产开发。     

The coalbed methane production potential method for optimization of wells location selection

A gas production potential method for optimization of gas wellsite locations selection is proposed in terms of the coalbed gas resources volume and the recoverability. The method uses the actual data about reservoirs in a coalbed gas field in central China to optimize wellsite locations in the studied area in combination with the dynamic data about actual production in the coalbed gas field, selects a favorable subarea for gas wells deployment. The method is established based on the basic properties of coal reservoirs, in combination with the coalbed thickness and the gas content to make an analysis of the gas storage potential of a coal reservoir, as well as resources volume and the permeability of a coal reservoir. This method can be popularized for optimization of wellsite locations in other methane gas development areas or blocks.     

基于地质分析与数值模拟的煤层气开发潜力探讨：以富煤二矿为例

分析研究了云南富源富煤二矿的煤层特征、含气特征、吸附特征、煤层气资源特征,并采用数值模拟手段、COMET2模拟软件,对主要可采煤层的产气情况进行了预测。综合分析认为,富煤二矿具有较好的煤层气成藏条件和开发地质条件,煤层气井具有较好的产气效果,开发前景较好。研究成果可为今后富煤二矿的地面煤层气开发,以及煤矿瓦斯治理提供一定的技术支撑和参考价值,同时也表明地质分析与数值模拟相结合是煤层气开发潜力评价的重要手段。     

余吾矿煤层气井产能主控因素分析

查明余吾矿煤层气井产能的主控因素，可为进一步勘探开发提供指导。根据该矿已有的煤层气勘探开发井资料，从资源开发条件、钻井的井径扩大率、压裂改造效果、排采工作制度等方面分析了关键参数与日产气量的关系，得出了该区煤层气井产能的主控因素。结果表明:煤储层原始渗透率、临储压力比、含气饱和度是该区煤层气井产能的储层地质控制因素；钻井的井径扩大率、压裂改造效果是影响该区煤层气产能的工程控制因素；排采工作制度与产能之间关系不密切。当煤层段煤体结构复杂或碎粒/糜棱煤所占比例较高时，优化钻井参数或改善钻井液性能、优化压裂工艺参数与煤层的匹配性，是实现该区煤层气井产能最大化的重要保障。研究结果为该区煤层气井开发工程指明了方向。     

沁水煤田东北部15号煤储层物性及特征研究

基于沁水煤田东北部煤层气开发资料,采用煤层气地质理论和数理统计方法,对研究区15号煤储层物性及特征进行了分析。结果表明,煤层的稳定可采性,为煤层气开发的提供了良好储层条件。煤的高变质及差异,使得煤岩类型及组分有所不同|煤层高含气量,为煤层气开发提供了良好气源条件。欠压煤储层,使得煤层气的压力吸附正效应、驱动煤层气产出的动能均较弱且煤层含气饱和度较低,不利于煤层气井的高产、稳产和采收率的提高|煤中孔裂隙较发育,但连通性差。过渡孔高度发育,为煤层气储集提供了有利空间。小-微型裂隙发育,但充填较严重,煤层渗透率较低|吸附时间较长,不利于煤层气井高产和缩短煤层气开发周期。     

基于热力学方法的煤岩吸附变形模型

基于吸附过程的热动力学和能量守恒原理,建立了计算煤岩吸附气体引起的煤岩膨胀应变的理论模型,在获取煤岩对气体的吸附等温曲线的基础上,可通过模型得到煤岩吸附气体引起的吸附应变;利用已有的实验数据对模型的有效性进行了验证。结果表明,实验结果与模型预测的结果吻合较好,模型能够很好地描述煤岩吸附不同气体时产生的差异性膨胀现象;另外,模型可为预测CO₂注入煤层后煤基质收缩/膨胀效应对储层渗透率的影响提供指导。     

沁水盆地北部古交区块煤层气压裂工程属性评价

地面煤层气的开发过程非常复杂,除了受地质条件影响外,钻井、完井工程属性以及排采制度很大程度上影响气井的产量。已有的开发实践证实,煤储层水力压裂改造是煤层气增产的主要手段之一。通过分析已有煤层气的压裂工程属性特征,揭示压裂效果对煤层气产能的影响关系,对下步制定煤层气开发方案或低产低效井治理具有重要的指导意义。     

煤层气井解堵技术研究

针对煤层气井采气通道堵塞引起的产气效果不佳问题，分析了国内部分地质条件好的区域内低产井主要原因及目前常用解堵技术手段，提出了高能流体解堵技术方法。并进行了高能流体压裂、疏通、清理工艺技术过程研究，取得了工艺过程中所采用参数的匹配、解堵效果评价等基础资料。通过对高能流体解堵技术方法的实际应用，对个别低产井有一定的增产效果，为解决当前煤层气井低产的现状提供了资料。