煤层压裂液和支撑剂的研究及应用

本文报道的瓜尔胶硼冻胶压裂液适合于低压(＜30 MPa)、低温(20—50 ℃)的煤层压裂改造。压裂液中加入了适合煤层物性的添加剂,具有较低的表面张力,与煤层配伍性良好,易返排。筛选出了煤层压裂支撑剂(兰州石英砂,粒径为0.4—0.8 mm和0.8—1.2 mm),并对其性能和导流能力进行了评价。     

HDPE中空容器树脂的开发

对大庆ＨＤＰＥ装置生产的５２００Ｂ牌号性能进行分析，结合国外进口中空容器牌号的物性特点，设计了中空容器牌号４Ｂ０．３ＡＣ的物性指标，制定了４Ｂ０．３ＡＣ牌号工业生产条件，进行４Ｂ０．３ＡＣ牌号工业生产和加工应用试验。     

HDPE中空容器级树脂的开发

对大庆ＨＤＰＥ装置生产的５２００Ｂ牌号性能进行分析，结合国外进口中空容器牌号的物性特点．设计了中空容器牌号４Ｂ０．３ＡＣ的物性指标，制定了４Ｂ０．３ＡＣ牌号工业生产条件，进行４Ｂ０．３ＡＣ牌号工业生产和加工应用试验。     

开发新一代聚苯乙烯树脂

据报道,道化学公司开发出一种新型耐冲击性聚苯乙烯（ＨＩＰＳ）。该聚苯乙烯的商品名为：ＳＴＹＲＯＮＡ－ＴＥＣＨ。该产品是针对市场对产品性能和价格的要求而开发的,预计１９９９年６月在欧洲开始生产,然后逐渐扩展到世界各地进行生产。聚苯乙烯主要用于包装,同时作为耐久性消费材料被广泛应用在小型电器、家电产品中,对其需求有逐渐增大的趋势。由于以往的聚苯乙烯存在为提高某种物性,就必须牺牲其它物性的矛盾,ＳＴＹＲＯＮＡ－ＴＥＣＨ产品就是通过新技术的开发而解决了上述矛盾。以往的聚苯乙烯不具有韧性、光泽度、刚性等性…     

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压裂液滤失系数是压裂设计中的一个重要参数,在对煤层进行压裂设计时,如果直接利用试井和测井测得的渗透率和孔隙度值代入该滤失系数计算公式,算出的结果将与实际情况大相径庭,这是因为煤层中的渗透率与孔隙度等特性对应力极为敏感（相对砂岩而言）,当压裂液注入煤层时,煤层中极度发育的原始天然裂缝（割理,节理等）重新开启,导致渗透率和孔隙度大大增加,而试井和测井只能测得有限范围内的这些原始天然裂缝闭合状态下的地层渗透率和孔隙度,文章通过考虑煤层物性的应力敏感性,对石油上成熟的压裂液滤失系数计算公式进行修正,初步探讨了煤层压裂时计算滤失系数的方法。     

煤层压裂液和支撑剂的研究及应用

本文报道的瓜尔胶硼冻胶压裂液适合于低压（〈３０ＭＰａ）低温（２０－５０℃）的煤层压裂改造。压裂液中加入了适合煤层物性的添加剂,具有低的表面张力,与煤层配伍性良好,易返排。筛选出了煤层压裂支撑剂（兰州石英砂,粒径为０．４－０．８ｍｍ和０．８－１．２ｍｍ）并对其性能和导流能力进行了评价。     

煤层气井用非离子聚丙烯酰胺锆冻胶压裂液优选

活性水、瓜胶压裂液是国内煤层气井压裂最常用的压裂液,但活性水压裂液流变性能差,瓜胶压裂液破胶残渣含量高对煤层的伤害大,限制了这两类压裂液在煤层压裂中的应用。为此,针对煤层温度和渗透率低的特点,在分析影响锆冻胶压裂液性能因素的基础上,优选出了适用于煤层气井压裂的非离子型聚丙烯酰胺锆冻胶压裂液配方(0.400%PAM+0.035%ZrOCl2)。通过室内试验对优选出的非离子型聚丙烯酰胺锆冻胶压裂液的性能进行了评价,结果表明,该压裂液具有耐剪切、滤失量低、易破胶、携砂性能好、无残渣、对煤层伤害低、易返排的特点,适用于低温煤层压裂。      

和顺区块煤层气压裂工艺技术试验研究

由于煤层与普通油气藏的储层结构特点不同,导致各自水力压裂时的特点也极为不同。通过对煤储层各物性特征的研究,结合山西和顺区块的实际煤样,进行了煤层气井压裂液的基本性能测试试验和压裂液对煤心渗透率伤害试验等,为煤层气井压裂液的优化选择提供了理论依据和借鉴。最后运用煤层气井压裂设计的计算软件,结合和顺煤层气试验井的基本参数进行了压裂设计。现场试验表明,采用研究的压裂工艺技术对和顺15#煤层进行压裂改造7口井7层煤,施工成功率100%,有效率100%。     

泡沫压裂液在煤层气开采中的伤害性评价及分析

测试了泡沫压裂液对储层渗透率的伤害,发现其伤害率为24.56％,表明泡沫压裂液对煤层气开采有一定影响.分析了该泡沫压裂液对煤层的伤害机理:通过煤层的速敏性、水敏性、酸敏性实验,研究了泡沫压裂液与煤层的配伍性;对经泡沫压裂液伤害后的煤样进行电镜分析,研究了该压裂液在煤层孔道中的残留情况;测试了伤害前后煤样表面的接触角,以此研究泡沫压裂液对煤层表面润湿性的影响.由分析可知,该泡沫压裂液在敏感性方面降低了煤层的渗透率,其残留液体对孔道有一定的封堵,但对煤层润湿性的改变却有利于煤层气的开采.     

煤层气勘探开发和增产技术

国外的经验表明，应选择煤层稳定，单层厚度大（＞０．６ｍ）．煤层埋藏浅（＜１０００ｍ），煤层物性好，裂隙发育。含气量较高（烟煤或半无烟煤）的煤层做为煤层气勘探开发的对象。最优化压裂设计是增产的关键，国外目前已建立了一批适于煤层气井的压裂软件，可供我们借鉴。应根据煤层的地质特征，选择合适的压裂液和支撑剂：冻胶压裂液适于高渗透煤层，清水压裂液适于低渗透煤层。作者也曾研制出了两种适于压力系数为１．温度为２０℃左右煤层的压裂液。新疆聚煤盆地发育，侏罗系煤炭资源十分丰富。尤其是准噶尔盆地南缘地区煤层厚度大，煤岩热演化程度高，已达气煤阶段，煤层气资源的开发利用有着广阔的前景。     

煤层气井用压裂液研究及应用

根据煤岩储层的特点,介绍了煤层压裂液添加剂的优选和压裂液的常规分析方法,并推荐了两种压裂液,即活性水压裂液和冻胶压裂液,现场应用表明,活性水压裂液对煤层污染较小,适合较低温度（小于30℃）及压裂工艺所要求裂缝较短的情况,冻胶压皮具有一定的耐剪切性,较好的流变性,滤失性及破胶性等,这两种压裂液加砂量均达到了设计要求,满足了工艺需要,施工成功率达100％,压裂后提高了产气量和产液量。     

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吴堡地区是中国石油天然气集团公司评价筛选出的煤层气勘探开发有利地区之一。该区位于鄂尔多斯盆地东部斜坡带,主要发育有下二叠统山西组和上石炭统太原组两套 含煤地层。区内钻孔煤层气显示十分活跃,所钻十几个煤孔均见气喷。吴试1井是该地区完钻的一口煤层气评价井,曾开展了近6个月的压后试采工作,录取了丰富的测试资料,试采最高日产煤层气1129m^3。文章通过总结分析吴堡地区煤层地质、煤层流体性质及吴试1井的试采动态特征,认为吴试1井试采动态基本上反映了煤层气井的典型动态特征;煤层压力低、供液能力差、压裂规模不足,是影响该地区煤层降压脱附的主要因素。同时,结合国外实例,分析认为除煤层厚度、渗透率、孔隙度等内在因素外,煤层伤害、完井质量是影响煤层气井排采效果的主要因素;煤层气井重新实施压裂及对裸眼井段重钻或侧钻是改善煤层气井产能的重要措施。在此基础上,提出了改善煤层气开发效果的措施及吴堡地区煤层气井的排采设想。     

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介绍动态（电位）法测定煤层压裂裂缝方位、长度等参数的测试技术，它是针对煤层的固有特点，在室内进行大量物理模型试验，结合现场试验后取得的科研成果。文中简要阐述动态（电位）法测试技术的基本原理、测量方法及测量仪器的基础上，着重对山西吉试1井、大港油田西36—10—3井的现场应用效果进行分析，证明动态（电位）法测试技术的可行性及在煤层（油）气田勘探与开发领域中所发挥的重要作用。     

Research regarding coal-bed wellbore stability based on a discrete element model

Wellbore instability is a key problem restricting efficient production of coal-bed methane. In order to perform thorough and systematic research regarding coal-bed wellbore stability problems, a new discrete element model which fully considers the features of cleat coal-beds is established based on the Kirsch equation. With this model, the safe pipe tripping speed, drilling fluid density window and coal- bed collapse/fracture pressure are determined; in addition, the relationships between pipe tripping speed and pipe size, cleat size, etc. and wellbore stability are analyzed in the coal-bed drilling and pipe tripping processes. The case studies show the following results： the wellbore collapses （collapse pressure： 4.33 MPa） or fractures （fracture pressure： 12.7 MPa） in certain directions as a result of swab or surge pressure when the pipe tripping speed is higher than a certain value; the cleat face size has a great influence on wellbore stability, and if the drilling fluid pressure is too low, the wellbore is prone to collapse when the ratio of the face cleat size to butt cleat size is reduced; however, if the drilling fluid pressure is high enough, the butt cleat size has no influence on the wellbore fracture; the factors influencing coal-bed stability include the movement length, pipe size, borehole size.     

影响煤层气井产量的关键因素分析——以沁水盆地南部樊庄区块为例

研究了沁水盆地南部樊庄区块煤层气投产井地质特征、压裂增产工艺、生产状况及排采技术等,分析了影响煤层气单井产量的关键因素,并讨论了提高煤层气井单井产量需要关注的问题。研究结果表明,煤层气高产井通常临界解吸压力与地层压力的比值较高,压裂施工时加砂量、用液量高;采用变排量施工工艺,控制裂缝形态,可提高压裂效果;特别是煤层气产出表现出“气、水差异流向”规律：构造高部位利于产气,构造低部位利于产水。在煤层气开发中,必须保证科学的排采制度,坚持“缓慢、长期、持续、稳定”的原则,排采早期保证液面稳定缓慢下降。在产气阶段,要保持合理套压,排采制度切忌变化频繁,避免由于煤层压力激动造成煤层坍塌和堵塞。     

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柳林煤层气试验区是我国第一个进行规范煤层气小井网试验的区块，本文描述了该区煤层气藏地质模型，并应用煤层气数值模拟技术，在对该区煤层气藏的几项主要参数进行敏感性研究和对生产情况进行历史拟合的基础上，对该区煤层气藏的产能进行了预测，结果表明，单井平均日产气量较低，煤层气可采储量规模偏小。但其埋藏浅，外围蕴藏着十分丰富的煤层气资源，如连片规模开发，其煤层气勘探开发潜力将十分巨大。     

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。     

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从煤储层特性分析入手，讨论了现有煤层气井增产技术的不足，阐述了用特殊的羽状水平井来提高煤层气单井产量的有利条件。并通过室内实验和研究，介绍了煤层气定向羽状水平井的设计方案、钻井关键技术和主要工具结构原理，提出了在国内现有技术与装备条件下相应的实施方案和建议。所述技术对中国煤层气的开发具有实际应用价值。     

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煤层气的产出过程与常规天然气不同，要经过解吸、扩散、渗流三个过程，煤层气数值模拟是描述这一过程的特有技术。本文简单介绍了煤层气数值模拟技术理论和Coalgas软件的特点，以沁水煤层气田樊庄区块煤层气试验井组为实例，拟合了对该区块产气、产水生产历史，确定了接近于实际储层的地质模型，在此基础上进行了开发井网、井距等的优化研究和开发指标预测，确定了沁水煤层气田樊庄区块的最佳开发方式。     

辽河油田欧15井深层煤层甲烷气开发试验

辽河油田欧15井煤层甲烷气开发试验主要进行了入井液体的配伍性实验、施工前期准备、压前压后作业、压前压后井温测试、微型测试压裂、大型加砂压裂施工、泵抽排液测气等工序施工，压裂增产见到了一定效果。 该井压前基本不产气，压后数月可稳定在日产气量100 m³左右。实践表明，欧15井大型加砂压裂，从施工设计、压裂液选择、支撑剂选择、现场施工是非常成功的，为深层煤层压裂提供了很好的技术实例。文章还介绍了欧15井在煤层甲烷气开采试验方面取得的成功经验和认识。