煤层气井产水影响因素及类型研究——以沁冰盆地柿庄南区块为例

为了探讨煤层气井产水的来源,以柿庄南区块为研究对象,重点分析了煤层气井产水影响因素,通过提取典型日产水量与日产气量的指标,分析柿庄南区块X-1井区的产水特征。研究表明:(1)外源水是造成煤层气井高产水的主要原因,含煤岩系中的孔—裂隙系统、断层及压裂缝为水源提供了运移通道;(2)柿庄南区块X-1井区煤层气井典型日产水量与典型日产气量具有明显的负相关关系,排采煤层内源水的煤层气井典型日产水量主要为2~7m~3/d,而排采外源水的煤层气井典型日产水量7m~3/d以上,其中43.8%高产水井典型日产水量大于14m~3/d,难以有效降低煤储层压力,制约煤层气井的产气潜力;(3)基于对煤层气井产水来源和补给通道的分析,提出了构造低幅汇水型、天然裂隙(断层)导通型、自然天窗渗透型、岩溶陷落柱导水型和压裂造缝沟通型等5种产水类型,指明了各种产水类型的识别和预测方法,为煤层气井产水量的预测和高效排采制度的制定提供依据。     

沁南盆地柿庄南区块煤层气开发工艺适用性分析

我国煤层气平均单井产量偏低,如何快速提高单井产气量是当前亟待解决的问题。基于不同煤储层的地质条件,选择科学的配套工程技术是提高煤层气开发效益的关键。以沁南盆地柿庄南区块为例,基于大量的试验数据和工程实践,提出影响煤层气开发效果的主导地质因素,总结已实施钻完井工艺的优缺点和适用性,优选出适合研究区地质特征的开发技术。研究结果表明:影响柿庄南区块煤层气开发工艺效果的地质因素主要是地应力、煤体结构和地质构造;对于类似柿庄南区块地质特征的低渗储层,选择水平井开发更为高效;断层对煤层气开发影响较大。     

沁水盆地柿庄南区块排采水特征及其对煤层气富集的控制作用

基于沁水盆地柿庄南区块23口排采1年以上的煤层气井排采水水质分析数据及实测储层压力,采用Schoeller图、Piper图等分析了柿庄南煤层气井排采水地球化学特征及水动力分区特征,探讨了水文地质条件对煤层气富集的影响。研究表明柿庄南区块煤层气井排采水主要为Na_HCO3水型,反映研究区处于开启_半封闭的水文地质环境;排采水氢氧同位素值均位于全国大气降水线附近,排采水初始来源主要为大气降水;利用折算水位将研究区大致划分为西北部径流区、南部弱径流区及中部过渡带滞流区,水流从西北部和南部向中部滞流区汇聚,水化学参数反映出滞流区煤层气保存条件好于两侧径流区和弱径流区。基于水化学场和水动力场参数建立了煤层气富集区优选指标体系,优选出煤层气富集有利区和较有利区,对下一步煤层气井布置具有指导作用。     

鄂尔多斯盆地东缘三区块煤层气井产能主控因素及开发策略

根据鄂尔多斯盆地东缘三区块煤层气田83口排采井的资料,系统分析了地质条件、工程技术和排采制度等因素对煤层气井产能的影响,并在此基础上提出了相应的开发策略。结果表明:煤层厚度、地下水流体势、含气量、渗透率和临储比是影响研究区煤层气井产能的主要地质因素;井距、压裂液量和加砂量是影响煤层气井产能的主要工程技术因素;井底压力下降速度、动液面下降速度、套压直接影响煤层气井产能。在此基础上,采用灰色关联分析法得出研究区煤层气井产能影响因素的大小次序,并从有利区优选、井网部署、压裂设计和排采制度4个方面,提出了适合于研究区煤层气地质特征的开发策略:在有利区优选方面,构建了煤层气开发有利区评价指标,将研究区划分为I—Ⅳ类单元;在井网部署方面,I类和Ⅱ类单元井距应控制在335~370 m;Ⅲ类和Ⅳ类单元井距应控制在370~400 m;在压裂施工设计方面,I类和Ⅱ类单元煤层气井的压裂液量应控制在800~1 200 m3;加砂量应控制在35~60 m3;Ⅲ类和Ⅳ类单元煤储层地质条件相对较差,对于不同地质条件,提出了不同的压裂措施;排采制度方面,将煤层气排采产气过程划分为5个阶段,并针对不同排采阶段,提出了具体的排采控制方法。     

M区块煤层气井分类评价方法

原有地质储量决定了煤层气井产能的大小,煤储层物性差异和排采制度在一定程度上也影响着M区块煤层气井的生产效果。为此,在综合考虑影响单井控制储量以及煤层气井产气特征的基础上,运用气藏工程原理,建立了一种动静结合煤层气井分类评价方法：①对煤层厚度和煤岩含气量综合分析,将煤层气井所在煤储层划分为4类;②根据单井平均日产气量将煤层气井再分为4类井;③综合静态的煤储层物性以及动态的单井平均日产气资料将煤层气井分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类;④从M区块中选取生产时间超过2年的150口煤层气井进行分类评价。研究结果表明：Ⅰ类井占24%、Ⅱ类井占6%、Ⅲ类井占50%、Ⅳ类井占20%,其中Ⅲ类井占比大,煤层气井生产能力没有充分发挥。结论认为,改善Ⅲ类煤层气井的生产效果是M区块整体获得高产的关键所在,也是后期生产制度调整的重点。     

煤层气多层合采开发单元划分及有利区评价

以煤层气井产能方程为基础,考虑煤储集层可改造性对气井生产能力的影响,对产层优化组合"三步法"中的主力产层优选指数进行修正,进而提出煤层气产层潜能指数用于评价多层合采条件下的开发有利区。通过对影响产层潜能指数的煤储集层关键参数的分析,建立了多煤层煤层气开发单元划分方法,提出了定量分级评级指标体系。在此基础上,制定出完整的多煤层煤层气开发有利区的评价流程:采用成熟的三维地质建模技术对多煤层全层位进行储集层物性参数的精细刻画;计算各网格的产层潜能指数,并绘制单层或多层合采条件下的产层潜能指数等值线;根据产层潜能指数等值线的分布情况,采用开发单元划分定量指标划分出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类煤储集层分布区,进而优选出开发有利区。经多煤层普遍发育的云南老厂雨旺区块的实际应用证实,采用煤层气多层合采开发单元划分方法、定量指标结合有利区评价流程进行开发有利区评价,可以有效克服仅依靠某一主力单煤层的产气潜能评价结果作为开发有利区优选标准的缺陷,提高了评价结果的准确性和精度,可以满足多煤层煤层气合采开发的选区要求。图13表1参32     

延川南区块煤层气富集高产的地质控制作用

鄂尔多斯盆地延川南区块是我国第一个商业开发的深部煤层气田,目前处于上产阶段。构造分异作用导致煤层气井产气产水差异显著。综合分析了岩心、测录井、产出水地球化学数据及排采井生产等资料,探讨了该区块煤层气富集高产的地质控制作用。根据研究结果,将区块划分为东、西2个水文地质单元,其中东部谭坪水文地质单元的水动力强度较西部万宝山区大。延川南区块山西组2号煤层水处于弱径流_滞流区,地层水矿化度高,适宜的水文地球化学参数分布区有利于煤层气的富集。基于煤体结构测井解释,发现碎裂煤发育区煤层气井易高产,建立了区块范围内煤层气富集高产选区参数指标体系,优选出4个有利区,为区块后续开发提供了接替区。     

沁水盆地柿庄区块煤层气井排采动态影响因素分析及开发对策研究

柿庄煤层气区块呈现"见气井数量少,单井产量低"的开发现状。为研究该区块煤层气井排采动态的影响因素,提出有效的煤层气开发对策,通过提取柿庄区块59口煤层气井排采动态典型指标,分析该区块煤层气井排采动态特征,同时研究断裂构造、压裂缝类型和煤层顶底板岩性组合对煤层气井排采动态的影响,并据此提出了合理的开发对策。研究表明:柿庄区块部分煤层气井产水过高对产气效果起抑制作用,过高的产水量主要是由外源水补给造成的。断裂构造易沟通煤层顶底板含水层,导致煤层气井高产水难产气或不见气;煤层发育的压裂缝中,水平压裂缝提高单井产气量效果差,而直立压裂缝在顶底板岩性组合有利时能有效提高单井产气量,反之则易沟通含水层导致产水量增加。柿庄区块煤层气开发在井位优选时,应重点选择在远离断裂构造、发育直立压裂缝且顶底板岩性组合好的煤层气富集区内部署井位;在多煤层合采时,应注意避免排采潜在的高产水煤层,保证煤层气有效产出。     

利用潜在产气效率指数预测柿庄区块煤层气开发有利区

沁水盆地柿庄区块处于煤层气开发早期阶段,对煤储集层进行精细研究并预测开发有利区是下一步井位部署的重要依据。通过分析柿庄区块3号煤层特征,提出一套新的煤储集层定量表征方法,即选取含气量、厚度、渗透率、吸附时间作为表征参数,利用储气地质潜力、产气地质潜力和潜在产气效率指数分别反映煤储集层的资源丰度、产气潜力和潜在产气效率,并根据潜在产气效率指数进行煤层气开发有利区预测。研究表明,柿庄区块3号煤层资源丰度高,开发潜力大;区块的东部和中南部潜在产气效率指数较高,煤层气开发最为有利。该预测结果与现场煤层气井排采效果吻合度高,说明利用潜在产气效率指数预测煤层气开发有利区具有较高的可信度和可行性,对优选煤层气开发有利区具有重要的应用价值。     

涩北一号气田气井分类评价方法研究

涩北一号气田是一个多层合采气田,目前共有生产井114口,单井平均日产1.32-7.95×104m3.为了更好地指导气田下步的高效、合理开发,有必要对涩北一号气田气井进行分类评价.通过建立将平均日产气和产气递减率结合起来的分类方法,把气井分为高产井、中产井和低产井,并进一步划分为五类.对每类气井的生产特征分析表明,第一三类气井是保重气田稳产的主力井;第二四类气井产量递减快,应立足于控水采气和均衡采气;第五类气井产量低,应立足于井网调整提高储层动用.     

煤层气井组生产特征及产能差异控制因素

为揭示影响相邻煤层气井组以及同一井组间产能差异控制因素,基于SZB煤层气一体化区典型相邻煤层气井组生产动态变化特征,探讨了产能类型、平均产气量和平均产水量等参数的差异性,并从地质控制因素、工程工艺控制因素和排采管理因素出发,详实剖析了资源条件、有利煤储层发育程度、井身质量、固井质量、压裂工艺和不同阶段排采制度对煤层气产量控制作用。结果显示：在煤层气资源条件相近情况下,煤储层非均质性和有利煤储层发育程度是影响相邻井组产量差异的内在主控地质因素;在保障井身结构合理、固井质量合格基础上,压裂改造效果是相邻煤层气井组产量差异的主控工程因素;不同生产阶段排采管理的科学性是主要管理因素。该观点不仅对煤层气井产量控制因素分析提供了理论依据,对煤层气田快速提产增效也有参考价值。     

榆林气田生产动态描述与地质因素分析

文章通过描述气井的生产情况，从开发和地质两个角度对榆林气田的生产动态进行了描述和分析，研究了各井区储层对生产动态的影响。把陕141井区气井分成了实际生产能力超过设计方案的井、达不到设计要求的井和与设计相符的井等３类，把榆林南区的生产井分成稳产气井、主砂带内部达不到方案设计要求的井、在主砂带边部生差能力差的井。结合该气田各井区实际生产情况和储层特征，通过绘制各种等值线图，从宏观上描述了榆林气田生产井的产能特征，分析了产层基本生产动态以及地质因素对产能的影响，这为以后开发井的部署、提高产量提供了理论依据。     

柿庄南区块低效煤层气井产能释放技术研究

柿庄南区块平均单井产气量低,严重制约了区块的高效开发,为了盘活储量巨大的低效井资源,本研究结合储层地质特征及低产原因,制定了一套精细化的产能释放技术,并进行了10口井的现场应用。应用结果表明:该套产能释放技术针对性强,平均单井产量达到措施前的3.5倍,该技术有效解决了柿庄南区块低产井问题,对同类型煤层气田提高开发效果提供了参考。     

宁武盆地南部煤层气富集的主控因素

宁武盆地是我国典型的中煤阶构造残余盆地,勘探证实其南部具有很好的煤层气勘探潜力,但煤层气富集的主控因素尚不清楚。为此,分析了盆地南部主要含煤地层的沉积环境、煤质特征、热演化程度与煤阶分布、煤储层物性等地质特征,通过构造特征、地应力分布特征、封盖条件分析,结合前期勘探成果,综合研究后认为:宁武盆地南部煤层气的富集受构造部位、应力场以及煤层顶底板封闭条件控制,构造上斜坡带煤层气富集高产,构造应力场低值区煤层渗透性好,封闭条件好的地区煤层气保存条件好。进而预测出W02井以东、W04井以南地区具有获得高产煤层气井的有利条件,是有利的煤层气富集区。     

沁水盆地中部断层发育区煤层气开发有利块段优选

查明断层发育区煤层气开发的有利块段是准确井位部署、减少工程盲目投资的重要保障。根据沁水盆地中部柿庄南区块煤层气勘探开发资料,应用构造拉平法和波叠加理论对3~#煤层经历燕山期、喜马拉雅早期、喜马拉雅晚期后的底板形迹恢复,并划分出18个块段。根据气/水分异现象、构造曲率法、煤体结构观测法等得出了多期构造运动作用后不同块段内储层压力、渗透率的差异。在此基础上评价出煤层气开发的有利块段、较有利块段。结果表明:多期构造运动形成的正断层附近气体逸散、煤体破碎是造成其附近煤层气井产量低的主要原因;断层间隔区域底板相对高值块段渗透率低、储层压力低,产气潜力小;底板相对低值块段渗透率低、储层压力相对高,产气潜力中等;底板相对中值块段渗透率较好,产气潜力好。现场煤层气井的实际产气数据验证了理论分析的准确性。该研究成果为断层发育区煤层气有利块段优选提供了一种思路和借鉴。     

徐东地区营城组一段火山岩储层综合定量评价

针对火山岩储层非均质性较强,有效评价难度大等问题,以松辽盆地徐东地区白垩系营城组一段火山岩储层为例,运用SPSS聚类分析软件,利用10口井60块岩心分析测试资料、23口井206块压汞资料和32口井的精细测井解释成果,对储层进行了综合定量评价。结果表明,研究区目的层火山岩可以划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ等4类储层,其中I类储层最少,储层以II类和III类(中等至差储层)为主,有利储层发育的部位主要位于研究区的中北部和西南部,层位主要为YC1I1小层和YC1II1小层,储层分类评价的结果为开发方案设计提供了重要的地质依据。     

致密砂岩气藏高产液机理研究

为明确致密砂岩气藏高产液的形成原因,以大牛地气田D28井区为例,从地质、开发等不同角度开展了致密储层高产液机理研究。结果表明,局部微构造高差造成D28井区内形成局部高产液的相对富水区。在D28井区内发育河流相主河道,天然气在重力作用下向相连通的南部厚层砂体高部位运移,而原始地层水则逐渐滞留造成了井区“北高南低”的产液格局。井区内含水饱和度较高,水相更容易流动并产出,造成高产液。与气田老区相比,D28井区孔喉更加细小,且生烃强度较弱,储层中残余水相较多,同时,采用水平井开发也在一定程度上加大了产水的风险。综合研究表明,不利的地质条件是造成致密气藏气井高产液的主要原因,通过提高地质认识程度、井位部署质量和工程工艺技术,可以有效降低气井产液风险。研究结果对致密砂岩气藏高产液机理认识和气藏合理开发具有一定的借鉴意义。     

安岳地区上三叠统须二上亚段致密砂岩气藏气井产能控制因素

四川盆地安岳地区上三叠统须二上亚段气藏是近年来四川盆地发现的储量规模最大的上三叠统须家河组气藏,但试采过程中暴露出气井测试产量与投产后产量差异大的问题。为此,系统分析了单井产能与储层地质特征、加砂压裂工艺、产液量等的关系,认为气井产能控制的主要因素为：属于水下分支河道和河口坝微相、并在雷口坡组古残丘或高带古地貌上沉积形成的粗结构砂体是有利储层分布区;单井裂缝发育或处于裂缝发育区带是气井高产的关键因素,所统计的80%微气井都处于裂缝不发育区;高产井所在的储层在压裂时具有最低泵压低、日排液量大的特点,排液量百分比多在75%以上;气水关系复杂,产水量大小不受构造控制,不产水气井的产气量和地层压力均较稳定,但含水井提高天然气产量会导致水侵加剧、产气量和地层压力均快速下降。     

四川盆地须家河组致密气藏天然气富集高产成因

四川盆地经过10余年致密砂岩气勘探,效果显著,但储量动用率低、开发效果欠佳。"如何效益勘探开发"已成为致密砂岩气藏的核心问题,开展富集高产因素研究迫在眉睫。通过对四川盆地中部上三叠统须家河组二段高产气井的解剖,从沉积环境、储层、烃源、构造及成藏等基本地质特征入手分析了富气区高产主控因素。研究认为:①须二段天然气富集高产主要受古、今构造、裂缝、优质储层及烃源5大因素控制;②高产气井主要分布在古隆起区和裂缝相对发育区,即构造圈闭或鼻凸上,但在不同区域其影响因素具有差异性,在隆起带,优质储层对形成高产气井的贡献相对较强,而在斜坡带,烃源的贡献作用更为明显;③川中地区须二段主要表现为"3种成藏模式、2类油气高产富集模式",川中东部的合川地区主要为相对优质储层控藏模式、川中西部的三台地区则为顶部薄储与下覆巨厚的烃源组合模式,川中中部的遂宁地区为过渡成藏组合,前者富集高产模式表现为构造—优质储层模式,后两者则为储渗体模式。     

焦作区块二1煤储层特征及煤层气勘探实践

河南焦作煤层气区块山西组二₁煤储层厚度大且含气量高,煤层气资源丰富,但煤层气勘探效果不佳。2022年西部斜坡带和中部鼻状构造带缓坡参数井均取得产量突破。针对构造与沉积特征、煤储层含气特征、煤体结构及渗透率规律这三方面,通过断裂与构造刻画、煤层气勘探有利区分割机制和产气归因性分析等研究,取得了新认识。研究认为：(1)多期次构造演化形成阶梯状断块分布的构造形态,导致煤层埋藏深度存在较大差异;(2)受构造强烈挤压、揉搓形成的构造煤储层是煤层气井产气效果不佳的重要不利因素;(3)在断裂构造弱影响区优选含气条件与煤体结构双优储层,有利于确保增产改造效果从而实现气井高产。新参数井的钻探成功,实现了焦作区块中深煤层勘探领域性突破,对盘活焦作区块以及后期滚动勘探提储具有重要指导意义。