煤层气压裂井裂缝参数优化及效果评价

因煤层复杂渗流机理及低孔低渗特征,煤层气均需采取压裂改造措施进行开采。为了正确认识压裂参数对煤层气井产能、采出程度及井网部署的影响规律,从储层应力形变及煤层气解吸、扩散、渗流流固耦合分析出发,建立压裂井气水两相非线性渗流模型,研究裂缝参数、储层非均质性对井距及井网类型优化的影响,并且采用注入压降试井解释对压裂工艺参数进行评价。研究结果表明：煤层流体以非线性渗流为主,物性呈现先下降后上升的特征,存在启动压力梯度的影响;井距优化应考虑裂缝方向、裂缝穿透比、裂缝导流能力等因素的影响;矩形与菱形井网选择要参考储层各向异性系数的临界值;避免注入压降测试中井筒液面的变化及测试段的选择对试井解释结果的影响,提高压裂效果解释评价准确性。研究对煤层气压裂井裂缝、井网参数优化及提高压裂效果评价准确性具有较好的指导意义。     

煤层气不稳定试井及其应用

对煤层气井注入／压降测试分析的理论、方法及应用进行研究。将试井理论应用于实际中，得到了白芨沟煤层气藏的渗透率、储层压力、表皮系数、煤层闭合压力等储层参数，综合已经取得的地质资料对这些参数结果进行分析判断，表明该结果基本符合实际情况。后期的煤层气生产井设计、井网规划采用了这些数据，提高了生产井的产量，取得了很好的经济效益。     

煤层气三孔双渗试井分析方法技术研究

我国煤储层普遍具有低含气饱和度、低渗透率、低储层压力和低资源丰度等"四低"特点,煤层气测试获取资料的解释理论与试采结果的符合率较低。针对以上问题,开展煤层气试井与常规试井的异同点分析与评价,找出煤层气试井难点,结合煤层气地质特征,开展煤层气试井方法的适应性研究,探索适合煤层气的试井工艺;开展了影响煤层气试井因素的综合分析、研究,提出试井参数优化方法及操作规程,确保取准合格的煤层气试井资料;提出了适用于煤层气的三孔双渗试井解释模型和解释方法,提高了资料处理解释的准确率。     

贵州省织纳煤田煤层特征及煤层气资源潜力

贵州省中西部织纳煤田煤层气资源丰富,但煤层气的系统评价工作比较薄弱,为全面分析、评价该区煤层气资源状况、赋存条件,以煤田地质钻孔、煤层气参数井获取的原始资料为基础,对织纳煤田煤层气地质条件,特别是储层含气特征及煤层渗透性等方面进行了研究,并采用体积法对煤层气资源进行了计算和评价。结果表明：①该区煤层主要为中-薄层、中等灰分、低挥发分、相对富氢无烟煤,除了煤层气勘探主力煤层6号煤煤体结构较大程度地受到构造破坏外,其余煤层原生结构较完整;②虽然该区煤储层渗透性相对较低,但区内含煤面积大,煤层气资源丰度较高,含气量较高,煤储层厚度较大,可采性好,具备较有利的煤层气勘探地质条件与可采性;③煤层气总资源量为1 852.91×10⁸ m³,其中埋深1 000 m以浅煤层气资源量为1 436.59×10⁸ m³,大于15 m^3/t含气带资源量为1 484.34×10⁸ m³,潜在煤层气可采资源量为747.65×10⁸ m³。结论认为：比德向斜化乐勘探区在煤层气资源丰度、平均含气量和试井渗透率3个方面优势相对明显,可作为煤层气勘探最有利靶区。     

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煤层储集具有双重孔隙介质特征,由煤的基质微孔和割理（裂缝）系统组成，因而传统的评价常规天然气储层的方法不能适合于评价煤层气储层，如何研究煤层气测井评价技术有十分重要的意义。文章在大量文献调研的基础上，基于国内外煤层气测井技术的发展现状，综合评述了测井评价煤层气储层领域的新进展，包括测井系列选择、煤层划分和岩性,煤质参数计算、孔隙度、渗透率、饱和度、含气量等煤层气储层参数计算，煤层力学参数和地应力分析、煤层对比、沉积环境分析等等，重点论述了煤质参数、煤层孔隙度、含气量的计算方法理论，并分析了煤层气储层测井评价当前面临的技术问题、难题及今后努力的方向。     

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本文重点介绍了大宁—吉县地区煤层气测井的综合研究成果。利用数学统计方法，将测井资料与岩心资料对比分析，建立了该地区煤储层参数测井解释模型，提供了包括煤层含气量在内的煤储层参数，并利用该地区6口井的测井资料进行了区域性的综合评价，从煤层的横向展布、纵向埋深、盖层质量、地质构造、区域煤层气含量及煤层工业组分的变化情况、煤层力学参数等方面进行了综合分析，为区域煤层气整体评价提供有价值的测井信息，为下一步的煤层气勘探和开发提供可靠的技术支持。     

利用测井曲线划分滇东地区煤体结构以及预测煤层渗透率

基于测井曲线划分的煤体结构,统计滇东地区煤体结构测井解释成果。研究恩洪矿区和老厂矿区煤体结构区域和层域分布特征,根据煤层气试井资料及可利用的煤田勘探中测井曲线资料,建立煤层渗透率与煤体结构之间关系,进而预测煤层渗透率。     

沁南潘河煤层气田区域地质特征与煤储层特征及其对产能的影响

沁水盆地南部（以下简称沁南）潘河煤层气田是中国最早具有良好经济效益的规模化商业开发的气田,分析其区域地质与煤储层特征,评价其煤层气可采性和生产潜力,可为选择气田井网形式、钻完井技术、增产改造技术,确定适宜的排采制度提供基础和依据。为此,充分利用该区200多口煤层气生产井资料、以往煤田地质勘探资料和煤层气参数井资料,精细描述了煤层气田区域地质和煤储层特征,分析了影响煤层气产能的地质、储层因素。结果表明：该区地质构造简单,次级褶皱构造发育;煤层发育稳定,厚度大（3^#煤层厚度为6.5 m左右）;煤变质程度高,属于无烟煤;含气性良好,含气量较高,但平面上变化较大,气体质量好,甲烷含量超过98%;含气饱和度高,介于95%~100%;渗透率相对较好,储层压力较高。总体上,地质和储层特征参数显示该区具有煤层气富集和高产的有利条件。根据PH1-009、TL-006、TL-007等煤层气参数井测试数据,以及潘庄一号井田的煤田勘探资料,建立了气田地质模型,以期指导今后的井网设计、工程技术选择,实现气田的高效开发。     

煤层气储层研究进展

煤层作为煤层气储层,具有容纳气体和允许气体流动的能力。与常规的砂岩储层不同,煤层气在煤层中主要呈吸附态形式存在,其储集性能受多种因素的影响。我国的煤田大多成煤时间早,经历的构造期次多,地质条件复杂,造成我国煤层气储层物性非均质性强,研究难度较大。文中总结了煤层气储层的物性特征、储集状态、煤岩特征、实验方法 4方面的研究进展,指出煤储层的渗透性、孔隙度、外生裂隙、割理、微裂隙等特征可以表征其物性;温度、压力、含气量、水动力条件、应力状态可以反映其储集状态;煤岩类型、煤体结构、煤层厚度、显微组分组成、变质程度、灰分等也影响其特性。最后,探讨了煤层气储层研究存在的问题及下一步研究方向。     

阜新刘家区煤层气储层特征及产能分析

目前国内低阶煤地区进行产能分析及采收率预测的较少,而刘家区煤层煤类为长焰煤,属低阶煤,已开采近20年。因此在该区进行煤层气储层特征研究及产能分析对该区煤层气开发的可采储量估算、井位部署、单井产能及生产年限预测具有重要的作用。通过对地层特征、构造特征、岩浆岩分布情况、煤层特征、煤储层封盖特征及煤层含气性、煤储层等温吸附特征、煤储层孔隙度及渗透率、煤储层原始地层压力等综合分析和评价,总结其对煤层气开发的影响。结果表明:①刘家区煤层气开发的主要目的煤层为阜新组的孙本、中间、太平上和太平下层,煤层顶板均为泥岩夹泥质砂岩及粉砂岩段,泥岩厚度大,裂隙不发育,是良好的盖层;②煤层含气量为5.65～12.50 m~3/t,煤层含气饱和度较高,有利于气体的产出;③通过对3口典型煤层气井的生产数据产量递减分析及预测,刘家区煤层气井平均累计产气量1 693×10~4 m~3,平均单井采收率63%,平均生产年限在20年以上。结论认为刘家区煤层气具有较大的开发利用价值。     

煤层气井试井研究的意义

从国内外对煤层气井试井的主要认识的分析出发,对煤层气试井技术研究的基本观点进行了介绍;从了解煤层储层特征、煤层动态变化、措施效果评价、合理工作制度制定等方面,论述了煤层气井试井技术的研究意义。     

黔北小林华矿区高阶煤层气藏特征及开采技术

为了揭示黔北小林华矿区煤层气成藏特征,从构造、水文地质、含煤性、储集性、封盖条件等方面,分析了该矿区煤层气赋存的基本地质条件,并研究了主力煤层的储层特征。结果表明:煤层气资源主要赋存于上二叠统龙潭组上、下2个煤组的5层主要煤层中,煤层单层厚度较薄,累计厚度较大,煤阶为3号无烟煤,煤岩原生结构较完整;煤储层埋深适中、含气量高、吸附性强,储层压力梯度平均为0.87 MPa/100 m,孔隙连通性较好,孔隙度平均为2.95%,渗透率平均为0.03 mD,并提出了目标煤层、钻井工艺、压裂改造、合层排采等方面的建议。该矿区高阶煤层气保存条件优越,且下煤组煤层总体优于上煤组煤层,适宜进行煤层气地面开发。     

无因次产水图版预测煤层气井产水量研究

目前,煤层气井产水量预测主要采用数值模拟方法,该方法可以较好地描述煤层气赋存、运移及产出机理,但应用起来较为繁琐、费时。为此,以山西省南部沁水盆地南部樊庄区块实际地质和动态资料为依据,通过引入无因次参数组合绘制煤层气井无因次产水曲线,并对影响该曲线的煤层面积、裂缝孔隙度、渗透率等14个参数进行了敏感性分析,绘制了无因次产水图版,形成了一套简单、可靠、快速预测煤层气井产水量的方法,并对方法的准确性进行了验证。结果表明,表皮系数、未饱和度和气、水相相对渗透率对无因次产水曲线的影响较大,其他参数对其影响较小,误差均小于10%;无因次产水图版预测煤层气井产水量与实际日产水量误差为6.78%,具有较高的预测精度,可供现场应用。     

低渗透油藏CO2驱试井解释方法

针对低渗透油藏CO2驱试井解释方法不明晰的问题,基于多区复合模型渗流理论,考虑低渗透油藏存在启动压力梯度与压力敏感以及CO2驱替过程中流体性质变化的特点,建立低渗透油藏CO2驱试井解释改进模型,并运用数值差分方法进行求解。同时,综合SPSA优化搜索算法对压力曲线和压力导数曲线同时进行拟合,最终形成一套低渗透油藏CO2驱试井曲线自动拟合与参数解释方法。对矿场实际试井曲线解释参数变化规律进行分析,结果表明:考虑低渗透油藏特性对储层渗透率解释值有较大影响,优化后渗透率解释值比初始解释值增加了37.97%;而导压系数、压缩系数变化指数等相关参数解释值受流体分布非均质性影响程度较强,分别较初始解释值降低了16.94%和21.97%。矿场实际数据的应用效果显示,提出的试井解释方法可操作性强,适用性较好。     

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,     

渗透率动态变化对煤层气井产量的影响

渗透率是影响煤层气井产量的重要因素之一,在实际生产过程中,煤层渗透率受地应力以及基质收缩的影响发生动态变化。为此,基于鄂尔多斯盆地东南缘延川南煤层气田的地质特征,对Y5井的生产特征从理论和数值模拟两个方面进行了深入分析,并基于Y5井的地质参数建立数值模拟模型,进而分析煤层气储层孔隙度和渗透率的变化规律。研究结果表明：①Y5井后期煤层气产量上升可能是受基质收缩的影响;②随着生产时间的增长,煤层气储层孔隙度、渗透率存在着一定程度的增大现象;③地应力以及基质收缩对煤层气井产量有着重要的影响。     

薄-中厚煤层试井地质适应性研究

贵州省主要含煤地层形成于晚二叠系龙潭组,煤层层数多,单层厚度小,以薄及中厚煤层为主。特殊的地质条件对煤层气试井提出了新的要求。为了在薄-中厚煤层群等典型地质条件下进行煤层气试井测试,并获得准确的煤储层参数,本文考虑了煤层气藏与常规天然气藏的地质差异,从煤层气试井的地质适应性角度探讨了薄-中厚煤层群等典型地质条件试井工艺要求,为煤层气试井设计提供参考。     

有限体积法在煤层气数值试井中应用的探索

通过对现代数值试井技术主要使用的数值计算方法优缺点的对比分析,说明了有限体积法求解煤层气扩散方程的优势,确定采用有限体积法对煤层气井的数值试井模型进行求解。建立了圆形区域煤层的一维径向流动和二维平面流动的煤层气井稳定解吸数值试井模型,推导出了相应的有限体积法离散格式。通过对求解结果的分析,详细讨论了解吸系数、边界距离、边界性质、组合系数等因素对试井理论曲线的影响。该研究成果的理论曲线特征明显地反映了不同条件下煤层气井的压力变化规律,说明了有限体积法适合于煤层气井的数值试井研究。该研究成果拓展了煤层气数值试井模型求解的计算方法,对煤层气数值试井的发展有积极的指导意义。     

突变理论在煤层气储层评价中的应用——以准噶尔盆地砂沟井田为例

煤层气储层评价的方法较多,但将突变理论应用于该类储层的评价则少见。为此,在分析突变理论原理的基础上,综合考虑A（资源特征）、B（开采性能）、C（煤层特征）、D（构造特征）等因素,根据层次分析法原理,建立由目标层、准则层和指标层组成的煤层气储层评价多层次结构,确定了煤层气储层评价突变模型。其中指标层A1（含气量）、A2（资源丰度）、A3（含气饱和度）构成燕尾突变模型;B1（储层渗透率）、B2（储层压力）、B3（顶板孔隙度）、B4（底板孔隙度）构成蝴蝶突变模型;C1（煤层厚度）、C2（煤级）、C3（灰分）构成燕尾突变模型;D1（构造特征）、D2（水文特征）构成尖点突变模型;准则层A、B、C、D构成蝴蝶突变模型。运用突变理论对新疆准噶尔盆地南部煤田砂沟井田煤层气储层进行了评价,得出砂沟井田煤层气储层中下侏罗统八道湾组（J₁b）第5号煤层最有利,然后依次为第6、8、9、19号煤层。突变理论模型与模糊综合评判结果一致,该方法减少了以往评价模型中人为主观因素,评价方法更简单,评价结果更可靠,为煤层气储层评价提供了一条新途径。     

我国发现高压高渗煤层气

重点煤层气井吉试1井于949.4～1059.4m井段钻遇煤层7层(厚16.2m),煤层高压,高渗,高含气量,富含水。该井是我国首次在煤层气勘探中获高压、高渗、高含气量、富含水的煤层气层,打破了以往对中国煤层气低压、低渗透率的认识,揭示了煤层气勘探的广阔前景。该井位于鄂尔多斯盆地东部晋西挠褶带南段,煤层厚,分布稳定,煤质好,煤层割理发育,煤层渗透性好,含气饱和度高,有利于解析,煤阶为瘦焦煤,是煤层气开发最有利煤阶,并且煤层顶板暗色泥岩发育,封盖性好。初步预测,这一区域煤层气含气面积2800km2,煤层气远景资源量约8000亿m3,有可能形成高产大型煤…