和顺区块煤层气井排采影响因素分析

结合和顺区块煤层气投产井地质条件、压裂效果及排采控制等特征,分析了影响该区煤层气排采的因素。结果表明构造复杂易造成压裂裂缝与断层沟通,干扰排采;生产煤层渗透率低、解吸压力低是该区煤层气排采的不利条件;15#煤层埋深较浅,产液量低影响煤层排水降压;压裂施工应控制裂缝形态,提高压裂效果,避开区域灰岩含水层对煤层越流补给;合理控制套压,缓慢控制流压,对扩大煤层气解吸范围,提高产气量十分重要。     

煤层气井间干扰主控因素数值模拟

以潘庄西区3#煤层为研究对象,结合煤层气井排采资料及实验室测试资料,利用COMET3专用软件,建立了多井地质模型,设计了井间干扰模拟方案,探讨了多井开采过程中井间干扰的主要控制因素。结果表明:井间干扰大大加速了储层压力的降低,使得煤层甲烷大量解吸,有效解吸区面积增大,产气速度加快,煤层气总产气量也随之增大。井间距、渗透率、孔隙度是井间干扰的主控因素。井距越小,井间干扰越早发生,干扰越强烈;渗透率越大,储层渗流条件越好,排水降压速率越快,井间干扰越强;孔隙度在井组排采前期对井间干扰有较强影响,排采后期干扰程度降低。吸附常数对井间干扰影响不大。     

寿阳区块煤层气井排采影响因素分析

通过对寿阳区块煤储层地质条件、煤层气井钻完井工艺参数及排采控制特征的分析,认为影响该区块煤层气排采的主要因素有:生产煤层渗透率低、临界解吸压力低、含气饱和度低;本区块主力煤层15号煤的顶板以灰岩为主,含有不规则的裂隙水,导致部分井产水异常;构造复杂易造成直井压裂裂缝或水平井水平段与断层发生沟通,导致煤层与外部水层发生连通而干扰煤层的排水降压;水平井钻井过程中使用的泥浆体系对煤储层造成一定伤害,部分直井压裂后未及时返排并长时间未投入排采,压裂液长期浸泡煤层;因各种原因造成频繁的排采中断。针对这些主要影响因素,提出了针对性建议。     

韩城矿区3号煤层物性特征研究

基于韩城矿区地质资料和煤层气勘探开发资料,对区内3号煤层物性特征进行了分析和研究。研究得出:煤层结构简单且全区稳定可采的中厚煤层,为煤层气开发提供了良好目标层位;煤的中-高变质,煤层含气量整体较高;煤储层的超压异常状态,有利于驱动煤层气排水降压产出和煤层气高产。     

樊庄区块煤层气井产能差异的关键地质影响因素及其控制机理

以樊庄区块16口煤层气井地质资料、排采资料为依据,分析了该区块煤层气井之间产水量和产气量差异的地质影响因素,并进一步探讨了这种差异的地质控制机理。研究结果表明：产水阶段,地下水流体势通过影响煤层水的流向和煤储层含水量控制煤层气井产水量,渗透率通过影响煤层水在储层中的流动能力控制煤层气井的产水量,煤储层渗透率与地下水流体势的负相关性促进了煤层气井之间产水量的差异;产气阶段,排水降压效果通过影响煤层气的解吸量及气、水两相的饱和度和相对渗透率控制煤层气井之间的产水量和产气量差异;另外,煤层气井连通后出现的气水分异现象,进一步促进了煤层气井之间产水量、产气量的差异。     

深部微构造特征及其对煤层气高产“甜点区”的控制——以鄂尔多斯盆地东缘大吉地区为例

国内埋深大于2 000 m的深层煤层气资源丰富,但整体勘探开发程度低,尚未有明确的开发规律认识和系统的开发地质理论。对比分析了鄂东缘大吉地区埋深大于2 000 m的深部煤层与1 000～1 500 m中深部煤层20项地质参数,对深部煤层单斜构造上的微幅构造区进行了精细刻画和分类,通过深部煤层气井生产特征规律、测井、工程改造参数及压裂曲线特征研究,发现煤层微幅构造差异对深部煤层气井高产控制作用明显,并从现象入手,深入剖析了深部煤层气赋存机理、开发机理及高产主控因素,预测了深部煤层气理想排采曲线,提出了与浅层煤层气排采曲线的异同之处。研究表明:(1)深部煤层整体上展现了"高含气、高饱和"的优势和"煤体结构好、特低渗"的特征,生产井具有"见气时间短、见气时压力高、见气后产液量少"的特点;(2)精细划分出斜坡构造上的5类微构造区,深部煤层气高产井主要分布在顶板封盖较好的正向微幅构造和平缓构造区,该区渗透性相对较好、易于加砂,生产井压裂施工压力相对低、稳产能力好,且稳产气量与施工排量、总加砂量呈现出明显的正相关;在中高加砂规模的前提下,位于正向微构造部位直井平均稳产水平为5 000 m~3/d、平缓构造部位井3 500 m~3/d;位于其他部位井试验了不同的工艺、施工排量、酸量、加砂规模,稳产水平1 500 m~3/d;(3)不同于浅层开发机理"排水诱导解吸",深部煤层气是"产气诱导解吸";在一定深度高温状态对解吸占主导作用时,部分解吸出来的煤层气会以"游离态"赋存于煤层,开发初期表现为以"游离气"为主,生产特征类似页岩气;(4)认为深层煤层的致密性是制约深部资源能否开采出来的最关键因素,深部煤层具有原生结构煤的优势和特低渗的劣势,微幅构造在深部高压状态下对煤层渗透性有"放大"的效果,或者改善、或有较大影响,故除了压裂能改善有限的范围外,寻找渗透性相对较好、天然裂隙更发育的正向或平缓微构造部位,不仅有助于压裂改造效果,还有助于高产;(5)由于背斜构造比例少,建议将深部煤层的精细微幅构造研究,作为突破深部煤层气勘探开发的重要方向,可将正向微构造和平缓构造部位作为优选"地质-工程"双甜点部位;负向微构造和水平向挤压部位的压裂改造技术攻关,将是关系到未来深部煤层气是否能开拓更大战略场面必须要攻克的难题。研究为深部煤层气勘探开发方向、深部煤层甜点评价、针对性地开展工程技术对策攻关及深部煤层气井曲线合理生产制度的制定,提供了借鉴。     

山西兴县某区煤层气赋存与排采特征

根据兴县某区煤层气勘探井的钻探资料,对研究区煤层气的赋存特征进行了分析,认为山西组4+5号煤层、太原组8+9号煤层的厚度大、埋藏适中,含气量较高,成熟度属于中阶煤范围,构造位置以及水文地质条件有利于煤层气的勘探和开发。对6口勘探井的排采特征进行研究,结果表明研究区8+9号煤层具有较大的开采价值;断层对排水降压具有较大的影响。     

非金属管材在煤层气采出水集输管网中的应用

随着我国煤层气资源的开发,各个煤层气区块的建设已经陆续启动。煤层气藏的形成需要有一个较稳定的水动力条件,与煤层气共存的是大量的煤层水。为了使煤层气解吸并流向井底,首先要排水降压;煤层气的开采伴随着水的采出,采出水集输管网的聚乙烯(PE)管和PVC管以其适用性、经济性、耐腐蚀性、安全性以及施工效率等将得以推广应用。     

煤储层开发动态地质评价理论与技术进展

项目组以沁水盆地、鄂尔多斯盆地等为研究对象,取得了煤层气高产井区地质控制模式、煤储层物性动态规律与数学模型、多层叠置含煤层气系统、煤层气开发解吸阶段数值描述等4项理论认识;形成了煤层水及孔隙低场核磁共振表征、煤层气有利建产区地质综合评价、多层叠置含气系统煤层气递进排采地质设计、煤储层开发地质动态评价等4项评价技术;研发了多煤层多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统、煤层气直井流体参数探测仪、煤层含气量天然源超低频电磁探测仪等3套装备,初步形成了适合于研究区地质条件的煤层气开发地质保障技术体系框架,为满足煤层气大规模开发需求提供了参考。     

贵州织金区块多煤层合采煤层气排采制度研究

为了提高多煤层条件下煤层气资源动用规模,探索相应排采管控制度,结合织金区块煤层多而薄、层间距变化大、渗透率低等地质特征,分析了在实际开发过程中造成上部煤层裸露而下部煤层未解吸、单井产能低效的原因;通过对多煤层合采气井的排采控制与生产效果的对比分析,在探讨液面降幅、套压控制与产气、产水变化规律的基础上,明确了降压与解吸之间的耦合关系。研究表明:"低速-低套-阶梯式降压"排采制度满足多煤层合采技术要求,可以有效提高煤层气单井产能。     

沁中南断层不发育区多期构造运动作用下煤层气直井产水产气特征

查明小范围内煤层气直井产气特征是减少工程盲目投资、准确进行产能预测的重要保障。通过对沁水盆地中南部小范围内断层不发育区不同构造部位煤层气井产气量、产水量差异主控因素的分析,得出小范围内燕山期、喜山期等多期构造运动作用引起的气水分异、渗透率差异是引起产气量和产水量大小的根本。底板标高差值引起气/水分异,最终导致小范围内储层压力梯度、产水量差异。煤层变形中等/较强区域多期褶皱叠加的隆起或凹陷块段,渗透率最低;变形弱/较弱区多期褶皱叠加的底板高值块段渗透率最好。小范围内储层压力梯度、水/气分流和渗透率的差异导致煤层气井表现出“水大气大、水大气小、水小气大、水小气小”等产气产水曲线特征。     

深部煤层气勘探开发进展与研究

我国煤层气资源主要分布于深部。鄂尔多斯、准噶尔等盆地部分煤层气井勘探成功表明深部煤层气资源在含气量、含气饱和度、储层压力及临界解吸压力等关键参数方面较浅部有利,开展深部煤层气研究及勘探是重要前瞻性课题。鄂尔多斯盆地东南缘延川南煤层气田的勘探,尤其是万宝山构造带延3井组的成功开发是我国深部煤层气开发获得突破的1个典型实例。一般来说,影响深部煤层气开发的因素较复杂,是一个系统工程,通常可以将这些因素划分为资源地质条件和开采技术条件两大类。延川南煤层气田开发的经验表明,影响深部煤层气井产能的主要因素是受地质条件控制的压裂技术与排采技术,提高深部煤层气单井产量的途径是做好富集高渗区选区评价和预测,加强以压裂为核心技术的工程工艺攻关研究及做好排采管理。     

基于分类方法的煤层气井压裂开发效果评价

煤层气井分类评价是指导煤层气藏开发调整的基础。煤层气井的分类存在干扰因素多,评价界限主观性强等问题;并且受煤层气井排水降压产气特点的影响,其压裂效果无法从压后短期内的产量来判定。基于数据挖掘中的分类方法,结合渗流力学理论,首先将煤层气井产量及井数做归一化处理,建立煤层气井产量分布曲线,提出以产量分布曲线的导数值作为划分低产井与高产井的评判准则,建立煤层气井分类方法。然后,采用现代生产分析的方法,分类评价煤层气井压裂开发效果。最后,通过对韩城某区块的深层煤层气井进行分类及压裂开发效果评价,结果表明,低产井HS16井形成的裂缝短,生产过程中表皮系数增大,裂缝导流能力降低,渗流通道堵塞,预测重复压裂可获产量300 m3/d;高产井HS14压裂裂缝长,裂缝导流能力与生产初期相当,生产过程中渗流通道未受影响,预测重复压裂可获产量1 300 m~3/d。     

晋城矿区郑庄深部煤层L型水平井增产改造技术

晋城矿区郑庄区块常规直井煤层气产量低,开发效果差。为有效改善该区块煤层气的开发现状,提高煤层气井产量,采用理论分析与现场试验相结合的方法,在充分利用老井压裂影响范围的基础上,提出了L型水平井串联压裂增透改造技术,并形成了集井位布设、射孔压裂段优选、连续油管分段压裂改造于一体的L型水平井高效开发方法与技术。经现场试验,L型水平井串联压裂增透改造技术取得了良好的增产改造效果,L型水平井产气量是本区块常规直井平均产量的近30倍。研究结果为晋城矿区深部区块的煤层气高效开发与老井改造提供了依据和指导。     

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。     

基于AHP和模糊数学评价地质构造对煤层气产能的影响

为了发现地质构造对煤层气井产气效果的影响规律,以沁水盆地长治区块为研究对象,引入煤层厚度分异系数表征构造复杂程度,应用层次分析法对区块构造复杂程度系数进行了评价,依此进行了构造单元划分,结合各构造单元煤层气赋存的地质条件、储层物性和含气性等因素对煤层气井产能影响的模糊数学分析结果,建立了地质构造对煤层气井产能的AHP-模糊数学评价方法。研究表明按照地质构造复杂程度可将长治区块划分为构造简单区、构造较简单区和构造中等发育区3类,根据煤层气井产能的AHP-模糊数学计算结果,分值由高到低依次为:构造较简单区、构造简单区、构造中等发育区。即对于长治区块而言,构造较简单区内煤层气井的产能最大,其次为构造简单区,而构造中等发育区内煤层气井的产能最小。区内不同构造单元的煤层气井产气、产水效果,以及排采曲线特征表明,本次评价结果与实际相吻合,在一定程度上反映了构建的地质构造对煤层气井产能的AHP-模糊数学评价方法的合理性,可为区块煤层气井位优选和产能提高提供借鉴。     

祁东井田71煤层煤层气开发潜力评价

针对煤层气开发潜力评价过程中的常规参数难以定量描述气体解吸完整过程的缺点，以祁东井田为例，在对该区地质特点和储层特征进行分析的基础上，结合等温吸附曲线提取临储压差、临废压差、有效解吸量、解吸效率等指标，分析了研究区煤层气的解吸过程并建立了煤层气开发潜力的定量评价方法。结果表明:祁东井田71煤层为碎粒结构煤，塑性大，渗透率低，需要通过水平井分段压裂的方式进行开发；该储层产气过程中只经历敏感解吸阶段，最大解吸效率为8.23 m³/（t·MPa），见气后短时间内可获得较高产量的工业性气流，解吸量最高可达7.5 m³/t，具有较高的产气潜力；该煤层临储压差高达4.83 MPa，表示井底见气前要经历长时间的降压过程，随后产气量快速上升，应该采用平稳缓慢的排采方式，避免压力波动和煤粉产出。     

Geologically controlling factors on coal bed methane (CBM) productivity in Liulin

It is of great significance to forecast high yield of CBM wells and analyze dynamic production by having an overall study on the characteristics of the produced CBM and determining the main factors influencing the productivity of CBM. With the test report and the related geological parameters of a single well, methods of combining the productivity data and typical production curves were used to analyze different geological factors and how to influence the capacity of a single layer. Then, the paper proposed a new understanding about capacity characteristics of the study area and geological control factors: First, the Shanxi formation production capacity characteristics was divided into two-stages, showing signs of gas and gas breakthrough for 100 days. Second, two parameters, which include potential of gas production and gas production capacity, were better than the single parameter, such as gas content, coal thickness, and penetration to analyze affecting factors of single well production. Finally, comprehensive analysis concluded that the ratio of critical desorption pressure to reservoir pressure has greater influence on the production of vertical CBM wells. Besides, the potential of gas production capacity has greater impact at stage of showing gas signs; the coal reservoir pressure and gas production capacity have greater impact at stage of gas breakthrough for 100 days. Thus, to seek the coal bed methane with high ratio of critical desorption pressure to reservoir pressure and high yield of gas will be important guarantee to the success of the coal bed methane exploration and development.     

煤层气井产气机理及排采控压控粉研究

煤层气吸附/解吸特征、渗流机理和排采控制是煤层气井生产的重要因素。为此,进行了煤层气吸附解吸实验和渗流特征实验,结果表明:煤层气吸附/解吸是可逆的,存在"解吸滞后现象";煤层气渗流呈现二级渗流特征,即煤的基质孔隙内流体的渗流呈非达西渗流和天然裂隙及大孔隙内流体的渗流呈达西渗流;煤层气排采过程中,随着排水降压,规模开发可导致"气水分异",局部高点气产量高、水产量低,相对低点产水量高、产气量低。同时,煤层气井排采过快、洗井修井、停抽关井、液面低于煤层顶面等易造成污染,致使气水产量锐减,其伤害机理主要是煤粉堵塞伤害、应力敏感伤害和气锁/水锁伤害。基于伤害特点及伤害机理,结合多年的排采经验,确立了以定压排采、控制合理工作压差和控制煤粉适度产出等排采工作制度。