河南省下二叠统山西组二1煤煤层气储层描述

从煤厚、煤岩组成、煤级、煤体结构、裂隙系统、渗透性、吸附/解吸特性等方面对河南省的主可采煤层二1煤的煤层气的储层特征进行了详细论述.指出镜质组含量较高、割理比较发育、外生裂隙发育适中的原生结构煤和碎裂煤渗透性最好,是最有利的储层;外生裂隙发育适中的无烟煤是有利储层;碎粒煤为不利储层;糜棱煤为不可开发储层.临界解吸压力较高、含气量较高的中煤级煤分布区是煤层气勘探开发的首选地区.     

河南省下二叠统山西组二_1煤煤层气储层描述

从煤厚、煤岩组成、煤级、煤体结构、裂隙系统、渗透性、吸附／解吸特性等方面对河南省的主可采煤层二１煤的煤层气的储层特征进行了详细论述．指出镜质组含量较高、割理比较发育、外生裂隙发育适中的原生结构煤和碎裂煤渗透性最好,是最有利的储层;外生裂隙发育适中的无烟煤是有利储层;碎粒煤为不利储层;糜棱煤为不可开发储层．临界解吸压力较高、含气量较高的中煤级煤分布区是煤层气勘探开发的首选地区．     

九龙山珍珠冲组砂砾岩储层改造技术研究与实践

四川盆地九龙山珍珠冲组砾岩储层基质孔渗条件差,非均质性强,裂缝及其溶蚀孔洞是重要的储集空间和主要的渗流通道。针对该区储层特征,结合室内评价实验和储层评价结果,对于裂缝发育的储层,采用土酸酸化;对于裂缝欠发育的储层,在酸化工艺无效的情况下开展加砂压裂工艺试验,通过施工管柱、施工参数的优选,成功地实施了对砾岩储层的加砂压裂改造,取得了一定的改造效果。     

煤粉源集合体对水力压裂效果的影响

煤粉颗粒在压裂液中发生"造浆"及"聚集"作用是影响煤层气藏水力压裂效果的关键.构造煤粉源集合体对压裂效果影响显著,研究结果表明:原位状态下,煤粉以构造煤粉源和原生裂缝煤粉源集合体两种形式赋存.前者体积在20~30m3之间,呈顺层和断层两种产状,其明显受煤储层小微构造的控制;后者规模很小,主要分布在内生裂隙缝间,其受煤变质程度和煤岩类型影响.煤层气完井期间,井筒附近构造煤坍塌扩径,构造煤粉源卸压膨胀,煤粉颗粒启动难度降低;压裂期间,在压裂液动压、紊流搅动作用下,煤粉颗粒均匀混合在流体中形成浆体;排采期间,回排的压裂液中煤粉含量较高,导致气井近井部位压裂裂缝及炮眼较早地堵塞,气井减产.而原生裂缝内煤粉在压裂液中通过颗粒疏水相互作用发生聚集,在压裂裂缝内形成堵塞,但堵塞程度较轻.稳定压裂液注入排量、减小流速,利用煤储层小微构造解剖技术预测构造煤粉源集合体发育部位能够降低近井部位堵塞的风险,改善水力压裂效果.     

二次加砂压裂裂缝延伸模型研究

二次加砂压裂工艺处于技术探索阶段,缺少相关理论研究.在考虑二次加砂前,一次加砂已经在缝中沉降并形成一定高度的砂堤,砂堤高度随时间不断变化对缝中流体流动及后续支撑剂沉降产生影响,在此基础上建立了适用于二次加砂压裂的裂缝延伸模型.包括:压裂液在缝中流动的连续性方程、压降方程、裂缝宽度方程及高度方程.其中压降方程是在平板流理论、力学平衡原理的基础上建立起来的,与常规压降方程不同的是该方程考虑了砂堤高度变化对流体流动的影响.数值模拟结果表明二次压裂和常规压裂相比压后增产效果理想,具有推广应用的价值.     

晋城矿区煤层气井连续多次压裂裂缝展布特征

以0.5m为间隔,对晋城矿区煤储层段宏观煤岩类型、煤岩裂隙参数进行精细描述,结合水力压裂时形成新缝的临界夹角数理模型,计算得出煤层段裂隙面与最大主应力方向的夹角;根据水力压裂技术工艺特点,分析得出一次压裂后煤层段横、纵剖面上存在未改造区、改造未有效支撑区等;根据损伤力学理论,结合一次压裂后裂缝展布特征,得出一次压裂后不同方向上的应力释放量;在此基础上,分析得出二次压裂后裂缝分布特征.结果表明:裂缝既可在原有基础上进一步拓展,使有效支撑区增加,同时又会营造出新的裂缝,部分裂缝发生转向.晋城矿区马必区块一次压裂和二次压裂井实测产气量对比结果表明:连续多次压裂技术对裂隙改造效果显著.     

煤层气藏非均质性及其对气井产能的控制

为查明煤层气藏内部非均质性特征,基于煤层气井生产数据,对沁水盆地南部郑庄区块3#煤层气藏非均质性及其对气井产能的影响进行研究,发现研究区3#煤层气藏在裂隙系统、岩石骨架及内部流体赋存方面均存在显著的空间分布差异性,且煤层气井产能受小微褶曲构造密切控制,提出了煤层气藏非均质程度评价参数及方法.结果表明:裂隙方面,通过气井产水量分析得出煤储层裂隙系统发育优势方位受喜山期构造应力场控制表现为NNE及NW向,且靠近寺头断层带部位煤储层裂隙发育密度高;岩石骨架方面,研究区小微褶曲带煤层段水平主应力差大,煤岩受构造应力剪切破坏,储层骨架松软破碎,气井产粉严重;流体赋存方面,煤层气藏流体分异主要受小微构造形态及储层渗透性控制.按照气水比高低,将研究区划分为:富气富水区、富气贫水区、富水贫气区、贫水贫气区4个大类共6块,其中小微背斜(鼻状构造)轴部构造应力呈拉张状态,煤岩卸压膨胀甲烷气解吸逸散,煤层含气低含水高为富水贫气区,气井产能效果差;小微向斜(舟状构造)轴部构造应力挤压,煤岩收缩甲烷气吸附保存,煤层含气高含水低为富气贫水区,气井产能效果好.综合压降速率、解吸梯度、水平主应力差、含气量等参数构建气藏成熟度指标,并通过气藏成熟度分异系数定量表征煤层气藏空间非均质程度,据此可为煤层气靶区优选及后期煤层气井加密布署提供理论依据.     

基于高能CT扫描的煤岩水力压裂裂缝扩展研究

水力压裂是提高煤层气产量的关键技术,但由于煤岩力学性质的特殊性,使其裂缝扩展规律十分复杂,掌握水力压裂裂缝的形成机制对煤层气开发有着重要的意义。在开采沁水盆地南部区域的大型天然煤岩时,将真三轴水力压裂装置和高能工业CT扫描成像技术相结合,研究了天然裂缝、割理发育情况和地应力对水力压裂裂缝起裂和扩展特征的影响。结果表明:天然裂缝和割理在井筒周围的发育程度决定了水力压裂裂缝的起裂位置和破裂压力,裂缝在基质处起裂的破裂压力显著高于在天然裂缝和割理处起裂的破裂压力;在低水平应力差条件下水力压裂裂缝易沿着天然裂缝和割理随机扩展,随着水平应力差增大,地应力对水力压裂裂缝扩展的控制作用增强,合理的水平应力差范围为2～6 MPa,在此条件下易形成一条水力压裂裂缝为主、连通多条天然裂缝为辅的复杂裂缝系统。研究结果可为国内煤储层的水力压裂裂缝预测和压裂设计提供一定的理论参考和设计指导。     

煤储层微裂缝对煤层气采收率影响的数值分析

微裂缝作为重要的储集空间及渗流通道,其发育程度对煤储层渗透性、气井产能及采收率变化等均有重要影响。本文结合沁水盆地煤样扫描电镜、压汞、吸附及生产数据,综合分析了微裂缝对煤层气产能及采收率的影响。结果表明,所研究煤岩孔隙形态具有均一化现象。煤岩中成岩割理缝多呈组系产出,具有明显的方向性,有效性较差;而构造成因缝具有明显的张、剪性特征,有效性较好。利用吸附曲线、储层压力及实测含气量确定了煤样的含气饱和度,主要分布在３３.７６％ ～７３.５２％。利用压汞实验及基于产能数据的改进物质平衡方程,探讨了微裂缝对煤层气采收率的影响,两者分析结果具有一致性。微裂缝发育的煤储层在排采初期具有较高产能,但产量递减快,最终采收率要明显偏低。微裂缝相对欠发育煤储层的生产周期要明显长于微裂缝发育的煤储层。该盆地的煤层气采收率约为５０％,按此计算,煤层气垂直井的开发周期约为９～１４ａ。煤储层理想最终采收率约为７０％,煤层气单井（直井） 达到该采收率所需时间为１５～２０ａ。微裂缝相对欠发育的煤储层达到理想最终采收率所需的时间明显长于微裂缝较为发育的煤储层,但前者累计产量更高。     

基于压汞及图像处理技术的高阶煤孔裂隙特征研究

为了研究沁水盆地南部煤储层的孔裂隙特征,综合采用压汞试验、手标本描述和扫描电镜等方法对沁水盆地南部的煤样孔裂隙进行研究.结果表明:沁水盆地南部煤层微小孔比较发育,中孔和大孔比较不发育,煤样微、小孔的孔容占总孔容的63％ ～75％,其次为大孔,占总孔容的19％ ～28％,中孔孔容最不发育,表明该地区的煤层有利于煤层气的赋存,但其渗透性可能较差;该地区主要发育内生裂隙,外生裂隙不发育,4个不同矿区的煤样内生裂隙面密度从小到大分别为成庄矿、高河矿、长平矿和赵庄矿;采用裂隙张开度参数对4个矿区的煤储层渗透性进行评价,发现渗透性从小到大分别为高河矿、成庄矿、长平矿和赵庄矿.研究结果对煤层气的勘探开发具有指导意义.     

沁水盆地煤储层微裂隙发育的煤岩学控制机理

基于沁水盆地主要矿区实测煤样的分析资料,总结了煤岩显微组分、煤岩类型和煤相与微裂隙发育的关系,探讨了微裂隙的成因及煤岩学控制机理.结果表明:该区微裂隙多以长度小于300μm,宽度小于5μm的裂隙为主,裂隙密度一般都在10～50条/9cm2之间;微裂隙通常发育于均质镜质体为主的组分中,且常见于条带状亮煤或以微镜煤为主的亮煤中.潮湿、弱氧化和弱水动力的成煤环境有利于微裂隙的发育.微裂隙是煤化作用过程中烃类气体的瞬间积聚形成高压流体单元后突然破裂而形成的,其中条带状亮煤或以均质镜质体为主的流体微单元,不仅具有较好的生烃潜能,同时孔隙发育差不利于气体的扩散,这是造成这些组分中微裂隙发育的主要原因.     

测试压裂技术在涩北气田的应用

涩北气田出砂日趋严重,纤维复合防砂压裂技术已经成为该气田行之有效的防砂与增产方法。在主压裂施工之前,采用小型压裂试验并配套注入/压降、阶梯升排量、阶梯降排量等技术,借助全三维压裂软件FracproPT拟合压裂压力,获取储层、裂缝的有关参数和近井摩阻等,为主压裂施工提供可靠依据。     

煤层气储层渗透性研究进展

煤储层渗透性是制约煤层气勘探选区的重要参数,影响渗透率差异分布的因素有很多,从裂隙系统的发育、煤储层有效应力、煤层构造演化、煤岩变质程度几个方面阐述了它们与高渗区空间分布的关系及其研究进展.对其研究技术、手段、主要认识及存在的问题等进行了系统的总结.对有效预测煤储层渗透性、发展渗透性描述理论、寻找有利勘探区带具有重要意义.     

流动单元分析法在低渗透油藏压裂中的应用

水力压裂是开发低渗透油藏的有效增产措施。桩74块低渗透，平面上相带和物性变化大，为了提高压裂效果和裂缝数值模拟的精确度，优选出合理的裂缝参数，压裂时需要充分考虑其非均质性。本文针对桩74块的特点，应用流动单元分析法，将储层分为四类流动单元，结合数值模拟方法，优选裂缝参数，现场取得了较好的开发效果，对于改善低渗透油田的开发效果，有着十分重要的意义。     

体积压裂页岩油储层渗流规律及产能模型

利用岩心实验,研究页岩油储层纳微米孔喉渗流规律.基于分形理论,采用双重分维(缝宽分维和迂曲分维),对体积压裂裂缝面密度、等效渗透率等参数进行表征.页岩油储层体积压裂开发过程中,流体的流动分为椭圆缝网内渗流区和主干缝内线性渗流区2个区域,建立二区耦合稳态渗流数学模型,推导页岩油体积压裂改造储层直井产能方程,模拟计算压裂井产能及分析压裂裂缝参数对产能的影响.结果表明:缝宽分形维数越大,裂缝面密度越大,基质—裂缝等效渗透率越大;当裂缝面密度较大时,增加储层改造宽度对产能提升有较大影响;次生缝导流能力越高,提高主干缝导流能力对产能影响越大,次生缝导流能力越小,影响越小.     

煤层气井高破裂压力因素分析及解决措施

以沁水盆地某区块68口压裂施工井中的8口失败井为研究对象,分析18次施工改造成功率仅78%的主要原因是煤储层破裂压力较高。造成破裂压力高的主要原因是射孔不够完善及地层滤失严重、施工过程中砂比使用不恰当以及煤储层自身的低杨氏模量和高泊松比。提出了3种解决措施:压裂施工过程采用大尺寸套管注入;研发适合煤储层压裂的高效压裂液体系,提高液体密度,增加井筒液柱压力;结合生产实际,采用高孔密、螺旋布孔方式使孔眼与裂缝起裂平面夹角最小从而降低破裂压力。此研究为煤层气井压裂提供了技术支持。     

致密油藏直井多层缝网压裂产量递减分析

垂向多层发育的致密油藏常采用缝网压裂进行开采,从而改善储层渗透率,提高油井产量。为此建立直井多层缝网压裂不稳定渗流数学模型,压裂后各层划分为人工裂缝区、改造区和未改造区。绘制分析Blasingame产量递减典型曲线,曲线分为7个流动阶段,总裂缝长度一定时,裂缝半长短的储层流体渗流率先到达未改造区,流体渗流阻力大,Blasingame曲线靠下;总改造体积一定时,各层改造体积差异越大,Blasingame曲线越靠下。用所建立的模型,对实测生产资料进行解释,获得各层裂缝半长、改造区渗透率等相关地层参数,该模型对进行多层缝网压裂直井产量分析具有指导意义。     

页岩层理裂缝的阵列感应测井评价方法与应用

页岩气水平井层理裂缝发育程度是影响压裂效果和产能的关键因素之一。传统的层理裂缝评价方法在页岩气水平井中难以使用,基于阵列感应测井资料的页岩气水平井层理裂缝评价方法利用阵列感应计算压裂分段各段的阵列感应动态偏差标准差,根据标准差的大小评价层理裂缝的发育程度,评价结果显示阵列感应动态偏差标准差较大的井段,层理裂缝较发育,其实际加砂量也较高,可用于优化压裂分段,调整压裂方法,提高加砂量,提升储层孔缝沟通及渗透能力,提高页岩气井单井产能与采收率。     

低渗透气藏分段压裂水平井非稳态产能模型

针对压裂水平井产能预测模型未考虑地层流体直接流入水平井筒问题,研究应用气体不稳定渗流公式和势的叠加原理,把每条裂缝和水平井筒均看成由无数个点汇组成,建立考虑地层流体直接流入水平井筒情况下,裂缝与水平段同时生产时的低渗透气藏水平井分段压裂完井非稳态产能预测模型,讨论不同气藏基质渗透率情况下裂缝参数对压裂水平井产能的影响.实例计算结果表明,在不同基质渗透率下,优化出的水平井分段压裂完井裂缝参数不同,基质渗透率越低,累积产气量越小,需要压开的裂缝越多,缝长与间距的比值越大.所建模型有利于指导物性不同的储层裂缝参数的优化,可为低渗透气藏水平井分段压裂优化设计提供理论依据.     

致密储层压裂缝网渗透性变异的影响因素分析

页岩储层的渗透性是页岩气开发过程中的最为重要的指标之一。在页岩气储层压裂后的排采过程中,储层渗透性会随储层压力、孔隙压力等的降低而发生变化。本文从微观层次上对储层基质微纳孔隙收缩效应、气体滑脱效应对页岩储层渗透性影响的力学机制进行了分析,从宏观层次上分析了储层岩体蠕变、裂缝缝面闭合蠕变、储层衰减应力变化对压裂缝网渗透性影响的力学机制。结果表明：在压裂排采期,基质微纳孔隙页岩吸附气体解吸造成的基质收缩效应和气体滑脱效应会在一定程度上增大压裂储层的渗透率,但基质收缩效应对储层岩体渗透性的影响十分微弱,气体滑脱效应在低压条件下会增加储层岩体的渗透性。由于储层水力改造增加了岩体破碎程度,提高了岩体含水率,水力改造区内储层岩体长期蠕变会极大的压缩缝网空间,降低导流裂缝的渗透性。此外,与储层压力减小有关的裂缝壁面闭合蠕变、地层压实变形会致使水力裂隙开度和渗透性进一步降低。