中国石化重大专项煤层气项目技术试验启动

延川南煤层气勘探开发区块是中国石化煤层气5亿m3／a产能建设的主战场．石油物探技术研究院承担的国家重大专项“煤层气地球物理勘探关键技术”项目纽,最近开展了针对煤层气开发的准三维VSP、微地震压裂监测和井地电法压裂监;则等系列技术试验     

煤层气开采机理及特性文献调研及综述

本文对煤层气勘探现状、开采原理内容进行了评述,为我国煤层气开采钻完井技术适用性、压裂工艺等提供了支撑依据。     

哈密地区煤层气勘探曙光初现

4月27日，经过压裂排采的哈试2井获得日产337．46m^3的煤层气。这一好苗头展示了哈密地区煤层气勘探的良好前景。哈试2井位于三道岭煤矿北部，该井以预探三道岭地区侏罗系煤层含气性与勘探潜力为目的，于去年7月开始钻探，今年3月份对主煤层段973．7-996．0m共3层12．3m进行压裂排采，4月21日开始产气。初期的排采结果表明该区煤层气勘探潜力大，若该井获得商业气流，必将带动哈密地区乃至整个吐哈盆地煤层气勘探的深入开展。     

四川古叙矿区大村矿段煤层气煤储层特征及改造效果

四川省南部（川南）煤田古叙矿区大村矿段煤层气勘探开发3年来,完成了参数井施工测试、测井及固井等工程,开展了煤储层研究和压裂改造试验。改造后,DC-1井、DC-2井、DCMT-3井产气量均达到甚至超过了500~1 000 m³/d的工业产能指标,表明该区煤层气地面抽采试验获得了重大突破。这是在我国南方大倾角、低-特低渗透率、薄煤层、高煤阶情况下取得的成功,意义重大！为此,从煤层气试验井网储层特征入手,分析该区煤层气开发的优势与劣势,科学合理地总结了射孔压裂排采方案在川南地区勘探开发煤层气的经验和不足,提出加快勘探试验步伐和扩大试验区、引进先进适用的勘探新技术等建议,以确保四川省煤层气成功进行规模化、商业化开发。     

我国煤层气开发对策及前景展望分析

煤层气是一种新型接替能源,世界上很多国家都已投入煤层气的勘探和开发,其中美国、加拿大、澳大利亚的煤层气产业发展迅速。我国煤层气储存量非常丰富,在一定程度上能解决能源供给不足,但是我国煤层气储层特征相对复杂,勘探与开发难度颇大,不合理的煤层气井钻、完井方式会对储层造成伤害,影响煤层气的产出。针对上述问题,提出了适应我国绝大多数煤层气储层的钻井工艺和完井方式,着重介绍各种煤层气井钻井工艺和完井技术。分析结果表明:采用欠/微平衡钻井工艺与裸眼完井、动力洞穴完井和套管射孔压裂完井等完井技术配套开发煤层气,有利于减小对储层基质、割理的伤害,提高采气量。最后对我国煤层气的勘探开发前景进行了展望。     

煤层气井压裂技术探讨

彩504煤层气井压裂是克拉玛依油田进行的首次煤层气井压裂改造，由于对地层认识不足，缺乏参考资料及经验参数，给施工带来很多困难。通过对该井压裂资料的综合分析及研究，探讨今后对煤层气压裂改造的思路和合理的施工规模，对煤层气开发具有一定指导意义。     

可扩径喷枪压裂技术在煤层气水平井中的应用

可扩径喷枪压裂技术是通过油管连接扩径喷枪至压裂点，通过油管内加砂完成压裂作业，该技术适用于水平井水平段套管不固井的井型，也可以处理水平段存在漏点无法进行环空压裂作业的井。以该工艺在某煤层气水平井实际应用为例，介绍可扩径喷枪压裂技术，为今后煤层气水平井提供新的压裂工艺参考。     

基于示踪剂的煤层气井分层产能测试技术

为评估分层压裂、合层排采煤层气井不同产层的产能,以研究分层压裂示踪剂为方向,经室内研究与现场试验,开发了一套评估分层压裂合层排采煤层气井各层产能的新技术。通过室内水质背景成分、配伍性、干扰实验等室内研究,筛选出硫氰酸铵和硝酸铵两种分层压裂示踪剂,并进一步研究出了用分光光度法分析示踪剂,以及降低示踪剂分析干扰的方法。在煤层气井分层压裂中,将示踪剂与活性水压裂液混合,注入目的层,每层注入一种示踪剂,注入中保持两种示踪剂浓度、体积基本一致。在施工完成后,取返排水,分析水样中两种示踪剂的浓度,结合单井产水量,可评估分层产能。应用该方法,分别在山1井和陕1井所在的2个区块进行了测试,符合率较好。与其他产能测试技术相比,该技术具有成本低廉、检测简单、不影响生产和无储层伤害等优点,可快速为多层系煤层气田的勘探开发方案提供参考和依据,有利于在区域勘探或开发初期,提高煤层气勘探开发效率和区域经济效益。     

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我国煤层气资源丰富，但是绝大部分渗透率低。目前，国外低渗煤层主体开发技术主要有两种，一是直井射孔压裂技术，二是定向羽状水平井技术。文章对樊庄区块开发3＃煤煤层气采用直井射孔压裂和定向羽状水平井技术设计的4套方案进行了经济评价，认为定向羽状水平井方案经济效益高，但国内没有应用羽状水平井开发煤层气的先例，风险较大。建议尽快开展定向羽状水平井先导性试验。直井压裂方案效益低于羽状水平井方案，但压裂工艺技术成熟，风险小。     

吐哈油田煤层气井大型压裂技术获突破

正2016年8月3日,由中国石油吐哈油田公司工程技术研究院压裂酸化研究所提供设计与技术服务的核5井煤层气井大型压裂施工圆满完成,拉开了该公司进一步勘探、探索煤层气储层的新序幕。核5井是部署在吐鲁番盆地台北凹陷核桃沟—柯柯亚构造带核桃沟4号构造的1口预探井,设计井深3 185 m。本次试油层位J_2x,井深1 806.2~1 837.9 m煤层气层段。按照要求,对核桃沟4号构造西山窑煤层开展先导试验,搞清该区块煤层含气性、煤层含流体性质及产能,为后期区域规模扩展积累经验。针对煤层气储层物性差、储层厚度大、割理发育,研究人员深入分析了山西煤层气压裂情况和新疆煤层气压裂情况,从中汲取经验,     

全可溶桥塞在煤层气井分层压裂工艺中的应用

我国勘探开发的煤层气井在进行多层压裂时,常采用填砂分层、桥塞分层以及封隔器分层,施工作业中易出现层间封隔不严且压裂作业周期长、钻塞污染储层并有损套管以及液体黏度要求高并对煤层伤害大等问题。为此,在调研总结全可溶桥塞作业特点的基础上,开展全可溶桥塞在煤层气井压裂改造中的适用性对比分析,并在新疆维吾尔自治区天山后峡盆地后峡区块1口煤层气井进行了分层压裂试验。试验结果表明：①在X1井以全可溶桥塞射孔联作的方式成功完成4套煤层的分层压裂改造;②全可溶桥塞适用于多煤层常规压裂的活性水盐溶液环境,层间封隔效果好,压裂周期短,施工风险低;③全可溶桥塞的溶解时间受温度影响较大,建议在埋藏深、地层温度高的煤储层环境中进一步开展分层压裂试验,以期获得更好的工艺应用效果。结论认为,全可溶桥塞首次成功应用于煤层气井分层压裂并取得了良好的效果,有助于促进该项技术在煤层气井储层改造中的应用。     

樊庄地区3#和15#煤层合层排采的可行性研究

煤层群发育的地区实施分层压裂、合层排采工艺技术是降低煤层气勘探开发成本、提高产气量的重要举措之一。准确掌握此项技术的适用条件是提高其成功率的重要保障。根据煤层气井垂直井产气特点,系统分析了樊庄区块3^#煤层和15^#煤层合层排采的主要影响因素;根据樊庄地区勘探开发资料,得出该区上下围岩性质、煤储层物性特征及水力压裂后渗透率;根据地下水动力学原理及勘探资料,绘制出该区3^#煤层和15^#煤层地下水流势图;根据煤层气井排采特点,结合达西定律,最终得出研究区3^#煤层和15^#煤层适合合层排采的区域。现场部分井的开发试验验证了理论分析的可靠性。      

煤层气定向羽状水平井数值模拟技术应用

定向羽状水平井技术是近几年兴起的一项煤层气的增产技术。目前，在煤层气数值模拟的研究方面国内外已经作了大量的工作，但数学模型多为直井压裂井，没有专门描述煤层气定向羽状水平井开采特征的数学模型。对渗流所编制的定向羽状水平井开采煤层气数值模拟软件做了进一步的改进，首先介绍了定向羽状水平井数值模拟软件的数学模型，然后利用该软件对大宁DNP02井进行了产能预测，并计算得出最佳的排采压力。分析预测结果证明，该软件用于煤层气产能预测是可靠的。通过产能预测量化了该地区煤层气勘探开发的前景，最佳井底压力的确定可以对煤层气开发方案设计提供参考，实现了煤层气数值模拟的目的。软件的应用对这一项新技术在我国的推广应用和煤层气的大规模开采能够起到重要的指导作用，并取得较好的经济效益。     

云南恩洪-老厂煤层气勘查区地质特征及勘探开发策略

综合地质分析表明,云南恩洪-老厂煤层气勘查区具有煤系发育、埋深适中、中厚煤层、中高阶煤、含气量高、构造复杂、资源潜力大等特点,是我国西南地区最有希望实现煤层气勘探开发商业化的地区之一。根据该勘查区煤系特征与地形特点,提出了具体的勘探开发策略建议:对煤层气、致密砂岩气和页岩气应"三气共探";应采用丛式井组、压裂改造和水平井等钻完井技术,试用N2压裂和CO2注入等增产措施;煤层气企业应与煤矿合作,在高瓦斯矿区推广利用煤层气地面抽采技术,在降低煤矿安全风险的同时加快煤层气商业化开发进程。     

沁水盆地南部煤层气田勘探开发技术探索与认识

为加快煤层气勘探开发的步伐,中国石油华北油田公司在沁水盆地南部樊庄区块开展了高煤阶煤层气规模开发实践,逐步形成了山地浅层二维及三维地震采集处理和精细解释、高煤阶煤层气区带评价优选、煤层气排采控制、煤层气二次压裂解堵增产、水平井设计优选、水平井钻井、适合于山区特点的煤层气低压集输工艺及自动化控制等8大技术系列。率先开展了煤层气水平井压裂解堵试验,改进了防砂、防煤粉工艺,创新提出了开发单元和开发井组,自主研发了一批专有技术（目前已申请专利11项）。总结近5年的煤层气勘探开发实践,获得以下几点经验与认识：①煤层气井钻探需要地震资料的支持;②严格遵守勘探程序是高效开发煤层气的重要保证;③煤岩煤质是煤层气富集最重要的控制因素之一;④该区埋深介于800～1 200 m的主力煤层具有良好的勘探开发前景。     

煤层气井压裂注入工艺及其效果评价

通过对煤层气井压裂注入工艺和压裂效果评价方法等的调研,弄清了国内外在煤层气压裂方面的发展现状。从煤层气垂直井压裂到煤层气水平井压裂,从水力压裂到气体压裂等,详细地介绍了各种压裂注入工艺及其适用地层条件,并总结出了各种适合煤层气压裂的效果评价方法。     

煤层气井N2泡沫压裂技术探讨

针对中国煤储层"三低一高"的特点和常规压裂效果差、煤层气井产量低的现状,提出了煤层气井N2泡沫压裂技术。通过实验研究,优选气相、液相,优化泡沫配方,提高铺砂浓度,完善施工技术、储层保护和压后排液措施,现场应用2口井,效果显著。实践证明,N2泡沫压裂技术可有效提高煤层气井产量,推广应用前景较好。     

煤层气井取心技术及取心方式选择

煤层气井取心技术是煤层气勘探开发过程中首先要解决的工程施工技术问题。由于煤层气在储层特征储集方式及开采方式等方面与常规天然怕的显著差异，决定了煤层气井主取心方式的不同。本文结合近年来的研究成果对煤层气井取心技术进行阐述，并探讨适于煤层气井取心的取心方式 。     

地质工程一体化在保德煤层气田勘探开发中的实践与成效

保德煤层气田位于鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带北段、河东煤田北部,煤层气资源丰富。保德区块煤层气地质条件具有埋藏浅、含气量低、易碎易垮塌、机械强度低、低孔超低渗、欠压储层等特点,煤层气勘探开发面临着从地质评价、钻完井、储层改造、采气工艺到地面集输等一系列技术问题。针对这些问题,中石油煤层气有限责任公司在系统梳理前期勘探成果的基础上,充分利用现有各类煤田钻孔、地震、钻井、测井、试井、样品分析化验等资料,全面研究区内中低阶煤煤层气的地质特征和储层特征,开展煤层气精细选区评价技术研究,开发适应于中低阶煤的煤层气勘探开发技术系列,坚持地质工程一体化研究,攻克煤层气勘探开发技术瓶颈,不断完善和优化从物探、钻井、压裂、排采到地面工程工艺等系列技术方案,实现了保德区块煤层气的高效开发,建成了目前中国规模最大的中低阶煤煤层气田。     

哈参1井煤层气测试技术

哈参1井是吐哈盆地煤层气勘探的第一口实验井，该井煤层气测试采用注入／压降测试技术，运用不稳定试井的原理解释资料，取全取准了各项资料，取得了吐哈油田首例煤层气测试的成功。