如何破解我国煤层气开发的技术难题——以沁水盆地南部煤层气藏为例

平均单井产量低已成为制约我国煤层气产业发展的主要瓶颈,直接导致了煤层气开发经济效益低。为此,以山西省东南部沁水盆地南部煤层气藏为例,总结了中国石油华北油田公司在该区煤层气产业的发展及技术现状,梳理了煤层气开发所存在的关键问题:①煤层气开发工程技术不适应特有的地质特征变化;②煤层气田成熟区块仍存在大量的低效区;③单纯增大压裂规模并未能有效提高单井产量;④多分支水平井单井产量高,但总体产能到位率仍偏低;⑤现场管控总体缺乏科学依据。进而对我国煤层气的后续开发提出了以下建议:①改变产能建设模式、提高产能建设效率;②改进地质研究方法,科学设计井位和井型;③用辩证思维的方式,构建主体技术;④优化水平井的设计,提高技术的适用性;⑤改变压裂改造方式,提高单井产量;⑥改变排采工艺,提高投资效益。通过采取以上措施,将有可能破解我国煤层气开发的技术难题。     

测井新技术在裂缝性地层中的应用

该文根据近年来华北油田几口井的新技术测井资料在裂缝性地层中的应用情况，就储层识别、定量计算参数应用于储量计算、断层分析、裂缝分析、地应力分析、压裂效果预测等方面加以探讨，以期能扩大新技术测井的应用范围，为油田勘探开发做出应有的贡献。     

对于高煤阶煤层气资源科学开发的思考

我国煤层气产业已经历10多年的发展,逐步建成了沁水盆地和鄂尔多斯盆地两个产业基地,但平均单井产气量低仍然是制约中国煤层气高效开发的最大难题。目前高煤阶煤层气产量已占到我国煤层气总产量的90%以上,而高煤阶煤层气资源今后将大比例转入中深层开采,面对不同的构造场、应力场、裂隙场等复杂的煤层气赋存流动条件,现有的工程技术手段与地质适配性都面临着的巨大挑战。为此,以中国石油华北油田公司沁水盆地高煤阶煤层气技术攻关与实践为范例,剖析煤层气"四低"(储量有效动用率低、剩余可动用储量低、单井产气量低、开发利润低)开发现象,辩证思考煤层气开发的本质。研究结果表明:①对于煤层气储量可采性、地质差异性、工程技术适应性、科学排采方面的认识不到位是目前煤层气开发存在的重大问题;②必须破解现有技术条件下开发储量的控制技术、经济产能建设的区域优选技术、适应地层特征的工程技术、开发方案的顶层设计技术等关键瓶颈,此为实现煤层气科学开发的必经之路;③打破传统地质认识,突破以往认为埋深800 m以深的煤层气不宜开发的思想限制,高煤阶的马必东地区、中煤阶的大城凸起的煤层气开发实践成效已经证实:埋深既不是决定煤层气是否能够开发的界限条件,中深层也不是煤层气开发的禁区。     

测井资料在煤层气储层评价中的应用研究

就目前煤层气测井技术的发展现状,简述常用的煤层气测井方法与测井地质应用,以某地区的研究区块多口井的分析资料为例,讨论了煤层测井曲线与水分、灰分、物性等参数的关系,依据煤层气储层实验室分析资料,对煤组分、物性参数的计算方法进行了研究,通过对已有的计算方法进行改进,使得利用测井资料计算各项参数的可靠性有了一定的提高.同时,分析了煤层气测井技术的研究方向.     

沁水盆地樊庄区块煤层气高产井递减特征及采收率预测

以沁水盆地南部樊庄区块煤层气开发实践为基础,分析高煤阶煤层气井生产特征,采用Arps产量递减分析方法,研究煤层气高产井递减类型及递减率分布规律,讨论煤层气井生命周期内采气速度和采收率变化情况。研究结果表明:煤层气井排采4~7 a后逐渐出现递减趋势;递减符合指数递减规律,递减率变化区间为5.1%~37.5%,平均20.9%,其中水平井递减比直井略慢;排采15 a,直井地质储量采收率65.04%,水平井66.64%;当单井经济极限500~1 000 m3/d时,直井经济开采年限12~15 a,采收率59.8%~65%;水平井经济开采年限24~28 a,采收率73.4%~74.4%。     

沁水盆地高阶煤层气勘探开发实践与思考

经过30余年的探索,沁水盆地煤层气勘探开发已取得重要突破,突破了国外“高阶煤”产气缺陷理论认识,成为我国目前最重要的煤层气生产基地。然而,沁水盆地煤层气开发规模性发展也面临着深化理论认识、突破关键技术、实现效益开发三大关键科学技术问题。面对这些问题,需加强3方面的科技攻关：一是深化基础理论认识,突出高阶煤储层的针对性以及提升单井产量的指导性,突破“甜点区”优选、储层改造地质适应性和高效排采等技术瓶颈;二是强化关键技术攻关,坚持地质-工程一体化,创新和完善测井-地震联合储层和物性预测、高效钻井-完井-储层改造及配套技术以及精细化与智能化排采控制技术;三是提升开发效益,建立钻、采、输一体化管理技术模式。     

高束缚水饱和度低阻油层测井解释技术

依据室内核磁共振、毛管压力等多项实验分析资料 ,结合冀中地质实际、测井、试油资料 ,提出了基于核磁共振测井的储层束缚水饱和度校验方法和复杂地质条件下低电阻率油层测井解释技术。经过近两年在华北油田的实际应用 ,利用此技术可方便地定量评价由高束缚水饱和度引起的低电阻率油层 ,见到了明显效果     

敏感属性与参数反演融合定量预测煤体结构

煤体结构与煤储层是否富气、高产密切相关,煤体结构定量预测尤其重要。为此,以沁水盆地马必东三维区3^#煤为例,通过计算常用的地震属性与储层参数在煤体结构预测方面的有效性,发现煤体结构最佳敏感地震属性为纹理属性,最佳敏感储层参数为电阻率。纹理属性平面变化自然,断层清晰,但纵向分辨率低;而电阻率参数反演纵向分辨率高,井点处反演结果与对应的测井曲线吻合良好,但横向变化不自然,不能识别断层。因此将纹理属性与电阻率参数反演结果相融合,优势互补,最终得到的原生煤比率符合煤储层沉积规律,实现了煤体结构的定量预测。经后续开发井证实,该预测结果可高效指导下一步生产实践,所采用的融合技术思路可为其他地区煤体结构预测提供借鉴。     

沁水煤层气田樊庄区块产能影响因素分析

通过跟踪和评价沁水盆地煤层气田樊庄区块产能建设实施,对煤层气井产能影响因素开展了持续分析工作,确定煤层气产能主要受控于煤储层含气量、渗透率,明确樊庄区块地质构造和工程条件是影响产能的关键因素,而水平井产能又受分支产状的制约。     

沁南地区高煤阶煤储层水敏效应及其控制因素

在煤层气开发过程中,工作液与煤储层不匹配时会造成水敏效应,导致煤储层渗透率降低,影响煤层气井产能。对煤储层进行水敏效应评价并探讨其主控因素,对提高煤层气开发效率具有重要意义。沁南地区高煤阶煤储层具有低孔低渗透特征,常规水敏实验方法已不适用,因此研究提出了煤储层水敏评价的新方法,采用气测渗透率取代传统的水测渗透率来表征煤岩水敏损害程度,并对沁南地区典型煤岩样品进行了测试。结果表明:沁南地区煤储层水敏损害率介于弱敏感到中等偏强之间,且以弱敏感为主;制约水敏效应的因素有煤储层渗透率、粘土矿物含量和粘土矿物赋存方式;煤储层渗透率越低,粘土矿物含量越高,水敏损害率越大。煤储层中粘土矿物的赋存方式有2种:煤岩裂隙填充与煤岩基质中植物细胞腔填充,且粘土矿物填充于煤岩裂隙的水敏损害程度高于填充于煤岩基质的水敏损害程度。