沁水盆地南部煤层气井排采伤害判别模式

为分析煤层气排采生产过程中储层伤害对煤层气井产能的影响,以沁水盆地南部成庄区块为例,对22口煤层气井排采生产特征进行了分析,划分了高、中、低产井和产水井,界定了不同产能井排采伤害发生的时间,建立了煤层气井的排采伤害判别模式。研究结果表明:成庄区块高、中、低产井和产水井排采前期易产生速敏效应,中期是地层气锁的高发期,后期会出现应力闭合伤害;3种主要排采伤害中,气锁发生的可能性比煤粉堵塞要大,速敏出现概率又比应力闭合大;高产井在生产过程中一般会发生一种类型的伤害,中产井中出现2种伤害类型的几率增大,低产井与产水井多为多种伤害类型组合甚至出现伤害的耦合效应。     

原位煤层气排采储层伤害机理与制度优化

原位煤层气排采过程中,人为控制的排液与产气速度影响到煤储层渗透率的变化。排采作业制度不合理,易造成煤岩破坏、煤粉堵塞等储层伤害现象,并影响到煤层气井产能。基于地下水动力学制定合理的排液速度,合理控制井底压差,及时处理排采设备故障等措施可显著降低排采所造成的储层伤害,实现原位煤层气井的高产稳产。     

分段压裂技术在贵州松河煤层气开发中的应用

以贵州松河井田GP-6井为研究对象,基于分段压裂后的排采生产数据,对该区块多煤层分段压裂效果进行评价。结果表明:针对贵州松河多煤层矿区进行煤层气开发,根据地质资料、钻井资料及相关的测试分析资料,筛选合理的射孔压裂层段,利用分段压裂技术,能够有效提高煤储层的产气潜力,提高煤层气井的产气量。     

考虑应力敏感性的煤层气井产能模型及应用分析

煤储层应力敏感性是影响煤层气井产能的地质因素,在煤层气井排采过程中如何降低或避免煤储层应力敏感性对煤层气井产量的影响是值得考虑的问题。在对煤储层应力敏感性分析的基础上,推导了考虑应力敏感性的煤层气气井产能模型,提出了用产量降低幅度值(β)描述应力敏感性对煤层气井产量的影响程度,揭示了有效应力对煤储层渗透性和煤层气井产能的影响规律。研究结果表明:煤储层渗透率随有效应力的增加按负指数函数规律降低,在煤层气开发中煤储层表现出明显的应力敏感性。考虑煤储层应力敏感性后,煤层气井的产量低于不考虑应力敏感性的气井产量;随生产压差的增大,煤层气井的产量增加幅度较小,并逐渐趋向稳定,且煤层气井产量下降幅度β值增大;煤层气井的产量降低幅度β值随应力敏感系数的增大整体呈增高趋势。随着生产压差的增加,煤层气井的产量增加幅度较小,并逐渐趋向稳定,说明放大生产压差并不能获得最大产量,煤层气开发需要制定合理的生产压差和严格控制排采强度。     

煤层气并排采过程中的储层伤害机理研究

煤层气的开采方式主要通过排水降压使吸附在煤层中的甲烷气体解吸来实现的,需要长期、连续、稳定的排水降压.在开发初期,由于没有可借鉴的先例,在不断摸索的过程中不可避免造成储层伤害,导致煤层气井的产能下降或破坏.本文从生产现场实际出发,总结出排采控制不当而导致储层伤害的三种类型:煤粉堵塞、地层气锁、应力闭合,对其机理及生产情况进行研究,分析认为煤粉堵塞是最主要的储层伤害.     

煤层气井排采过程中的储层伤害机理研究

煤层气的开采方式主要通过排水降压使吸附在煤层中的甲烷气体解吸来实现的,需要长期、连续、稳定的排水降压。在开发初期,由于没有可借鉴的先例,在不断摸索的过程中不可避免造成储层伤害,导致煤层气井的产能下降或破坏。本文从生产现场实际出发,总结出排采控制不当而导致储层伤害的三种类型:煤粉堵塞、地层气锁、应力闭合,对其机理及生产情况进行研究,分析认为煤粉堵塞是最主要的储层伤害。     

屯留井田煤层气井排采主控因素研究

为提高煤层气井的产能,分析煤层气排采机理和排采阶段,并从地质构造、顶底板岩性、压裂液及井网部署等方面,探讨影响屯留井田煤层气井排采的主要因素。研究认为褶皱对煤层气井的排采效果影响较大,裂隙和顶底板也对煤层气排采有一定影响;采用压裂工艺对煤储层强化改造中,活性水+氮气压裂液体系助排效果优于活性水压裂,而清洁压裂液助排效果最差;研究区煤储层特征决定了屯留井田煤层气井难以获得高产量,但可能产气时间较长。同时研究认为,研究区煤层气井井网宜采用排间距200 m×250 m的小井网结构,且井位布置应与主裂缝延伸方向(东北方向)平行。     

松河井田储层高压形成机制及对煤层气开发的影响

从生烃及储存条件2个方面分析了松河井田煤储层异常高压的形成机制,并探讨了其对煤层气开发的影响。研究表明:松河井田较高的煤变质程度有利于煤储层大量生烃;同时,高地应力造成的储层低渗透率,顶底板良好的封盖作用以及龙潭煤系较弱的水动力条件等为煤层气的储存提供了良好的条件,上述因素共同作用导致井田煤储层的异常高压。储层异常高压有利于煤层气的大量保存,增大了煤层气井排水降压的幅度,为煤层气地面开发提供了有利条件,但同时易造成煤储层较强的应力敏感性,因此建议降低煤层气井排采过程中的流压,以缓解应力敏感效应的不利影响。     

延川南深部煤层气井排采制度研究

基于延川南煤层气田多年的勘探开发成果和排采实践,探讨和研究了深部煤储层应力敏感对煤层气井产气、产液的影响以及合理的排采制度。结果表明,由于深部煤储层具有低孔、低渗、强应力敏感的特征,排采速率过快煤岩易发生显著的压敏效应,造成渗透率降低,压降漏斗无法有效扩展,从而导致煤层气井产气低效;通过针对区内不同时期气井排采制度优化过程的对比和分析,逐步形成了"平衡排采、阶梯降压"的排采制度,延缓和减弱了应力敏感对储层的伤害,实现了泄压面积的持续扩大,从而保证了气井高产稳产的开发效果,这一排采制度的科学性和适用性在延川南煤层气田得到了证实。     

贵州白布井田地面煤层气开发潜力研究

分析贵州白布井田的煤层分布、煤储层地质、煤层气资源特征,应用CBM SIM软件对主采煤层的煤层气产能进行预测模拟,并分析了储层条件相似的官寨井田GZ 01地面煤层气井的开发试验效果,综合研究了白布井田地面煤层气开发潜力。白布井田煤层气成藏和开发地质条件较好,有利条件有可采煤层数多、厚度大,含气量较大,煤层气资源丰度较高;不利条件有煤层渗透性较差,储层压力偏低,属欠压储层。采用体积法估算,白布井田可采煤层煤层气资源总量为2905×108 m3,资源丰度为135×108 m3/km2。由产能预测及GZ 01井排采效果判断,对白布井田进行地面煤层气开发,产气效果较好,尤其是地质、储层条件相对较有利的区块,开发前景良好,能源效益可观。研究成果可为今后西南地区地面煤层气开发以及煤矿瓦斯治理提供相应的技术支撑和参考依据。     

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。     

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。     

晋城矿区典型区煤层气地面抽采效果分析

地面抽采煤层气被认为是降低煤层瓦斯含量、解决煤矿安全问题的有效途径,地面抽采效果得到煤矿企业的普遍关注,但一直缺乏工程验证。以晋城寺河矿东五盘区为研究区,其煤层气地面抽采效果评价主要基于两个方面,首先将区块内14口参数检验井的现今含气量数据与原位含气量进行了对比,评价了含气量实际降低情况;其次运用煤储层数值模拟软件(CBM-SIM),通过对141口气井近7 a生产数据的历史拟合、参数修正,开展产能预测,预测了含气量随抽采时间变化规律和未来10 a、15 a的抽采效果。研究结果表明煤矿区地面煤层气抽采可以有效降低煤层瓦斯含量,通过近7 a的地面抽采,寺河矿东五盘区煤层含气量由23 m3/t降至10.51 m3/t,下降幅度平均为55%;通过储层数值模拟得出,抽采7 a、10 a和15 a后3号煤层剩余含气量分别为10.07,7.31,4.35 m3/t,降低幅度分别达57%,69%和82%。     

弱透气性煤层受岩石下保护层开采影响卸压增透效果研究

针对平煤股份十矿大埋深弱透气性煤层下保护层开采工程,采用岩石破裂损伤理论和有限元计算方法,研究了被保护层变形规律、应力演化过程、卸压保护范围及瓦斯抽采效果。结果表明,随着保护层工作面的推进,其上覆煤岩体同时发生拉伸应力和剪应力破坏,被保护层大量的裂隙扩展发育,孔隙率大幅提高;随着保护层的开采,被保护层呈现出压缩和膨胀的变化规律,位于保护层采空区中部上方的被保护层变形最大,变形膨胀率最大,因此有利于煤层的卸压增透和瓦斯的抽放;岩石保护层开采后对被保护煤层沿倾斜方向预计保护范围卸压角为78°。工业试验显示:在己_15-16-24130岩石下保护层开采后,上覆己_15-16煤层变形膨胀率在0.62%~1.54%,己₁₇煤层变形膨胀率在1.71%~3.67%;在预计保护范围线位置测定的煤层最大综合残余瓦斯压力为0.42 MPa,最大残余瓦斯含量为4.210 7 m³/t。证明预计保护范围是可靠的,为平煤十矿下保护层开采区域瓦斯治理技术的推广应用提供了可靠的依据。     

多层叠置煤层气系统合采方式及其优化

针对"多层叠置煤层气系统"这一特殊煤层气成藏模式,自主研发了多层叠置煤层气系统合采试验装置,并取得:(1)开展了储层气压分别为1.0,1.4,1.8和2.2 MPa条件下4层叠置煤层气系统常规合采试验,发现在合采过程中,气体由高气压煤层通过合采井筒流向低气压煤层,抑制了低气压煤层气体的产出,不利于煤层气的合采;(2)通过优化不同煤层产气时间开展了递进合采试验,有效避免不同煤层之间发生气体倒灌现象,使得最低储层气压煤层采收率和整体采收率分别提高了6.5%和1.3%;(3)递进合采能降低高储层气压煤层产能贡献率同时提高低储层气压煤层产能贡献率,使得产能分配更加合理;(4)叠置煤层整体差异系数呈先升后降的变化趋势,表明优化前后两种合采方式差异随着合采的进行处于动态变化之中,在合采中期达到最大,在合采后期略有下降。     

沁水盆地赵庄矿3号煤层地面煤层气抽采低产原因分析

在对沁水盆地赵庄矿煤层气开发地质、煤层气生产井资料深入研究的基础上，分析、总结了区内煤层气直井低产原因，并据此提出了区内地面抽采后续开发方向。研究认为:3号煤层气含量偏低、含气饱和度低、临储比低，致使排采阶段气含量可降幅度低，是其低产的宏观表征；3号煤储层不匹配孔级，较差连通性，即微、小孔为主，中孔次之，大孔不发育，微裂隙连通性差，致使扩散缓慢、影响储层改造和抽采效果，是其低产的微观表征；3号煤层远高于顶底板塑性及相近的水平应力，进一步造成改造缝长受限，泄流面积不足。因此，建议区内后续地面抽采方式应以增大泄流面积开发方式为主。     

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。     

新疆阜康白杨河矿区煤层气成藏条件及控藏效应

通过对矿区地质条件的研究,分析了沉积作用、构造动力条件、变质作用、煤层自燃及水文地质条件对矿区煤层气富集成藏的控制与影响。沉积作用、构造动力条件为煤层气藏的形成创造了较好的生气层、储集层和盖层;构造活动对储层破坏程度较小,并进一步改善了储层的渗透性能;在煤变质初期阶段及受煤层自燃的影响,煤层生气量大;矿区水动力条件较差,不利于煤层气运移与扩散,使得煤层气富集成藏。     

淮南高突煤层边掘边抽合理抽放参数研究

在谢一矿高突煤层B11煤层边掘边抽防突措施试验基础上，分析了采动应力集中、瓦斯及煤体结构对煤巷掘进中煤与瓦斯突出的影响，试验研究了钻孔抽放瓦斯后对工作面前方煤体应力集中带前移和煤体瓦斯排放效果，探讨了钻孔孔径、抽放时间、抽放负压对抽放瓦斯效果的影响，确定了谢一矿高突煤层B11煤层边掘边抽的合理抽放参数。