苏里格气田强非均质性致密气藏水平井产能评价

水平井开发在苏里格气田取得了良好应用效果,但存在产能评价困难与产能影响因素不明确的实际问题。在分析已有资料基础上,建立了水平井"一点法"无阻流量计算公式与单井控制储量快速评价图版,评价了气田早期投产水平井产能,并通过定义单条裂缝产能参数和单位气层厚度产能参数分析了水平井产能主要影响因素。结果表明,苏里格气田储层物性差、非均质性强,水平井需要(100~600)d才能进入边界控制流动阶段;水平井产能总体较高,但差异较大,无阻流量集中分布在(10~50)×104 m3/d之间,平均值为25.7×104 m3/d,单井控制储量主要分布在(4 000~8 000)×104 m3之间,平均值为7 784×104 m3。水平井产能同时受地质和工程因素影响,地质因素中气层厚度对产能影响最明显,含气饱和度次之,孔隙度影响不明显,渗透率影响程度难以确定;工程因素中水平井有效长度、压裂段数、压裂规模对产能影响明显,压裂液返排率影响不明显。     

沁水盆地煤层气水平井产能影响因素分析——以樊庄区块水平井开发示范工程为例

多分支水平井是近年来发展起来的煤层气开发新技术,从沁水盆地南部已实施的60多口水平井开发效果来看,单井产量差异较大。以华北油田在樊庄区块水平井开发实践为基础,通过对单井地质条件、钻井工程和排采控制3个方面的综合研究,认为煤层含气量高低、钻井进尺多少、分支展布是否合理,以及排采过程的连续性是影响煤层气水平井产能的主要因素。根据地质条件优化井位部署和分支轨迹设计,水平分支的钻井过程注重储层保护,是煤层气水平井实现高产的重要保障。     

煤层气水平井分段压裂裂缝参数优化设计

运用水平井分段压裂开采煤层气是单井增产的最新手段之一,其中人工裂缝参数设计是影响煤层气水平井压裂后投产效果的重要因素。通过数值模拟研究了沁水拗陷东翼中段区块压裂后单一指标变化下不同裂缝条数、裂缝长度、裂缝间距及导流能力对煤层气水平井产能的影响,采用正交试验法定量研究不同裂缝参数值对压裂水平井产能影响的主次顺序和显著程度,进而确定出研究区内煤层气水平井最佳的压裂裂缝参数组合,为目前处于起步阶段的煤层气水平井压裂优化设计提供参考。研究结果表明,煤层气水平井压裂裂缝条数保持2~3条,裂缝长度130~160 m,裂缝间距400~600 m,导流能力15~25 um2·cm,压裂效果和经济效益最理想。     

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。     

煤层气压裂水平井产能影响因素

产能评价对于煤层气的高效开发具有十分重要的意义。依据寿阳区块七元煤矿的地层压力、渗透率、初始含气量、兰格缪尔压力等数据,采用COMET3软件开展煤层气压裂水平井的产能评价,对影响煤层气压裂水平井产能的水平段长度、水平井方位、裂缝条数、裂缝半长、裂缝导流能力、水平井井距等因素进行评价。结果表明:水平段长度、水平井井距、裂缝条数、裂缝半长和裂缝导流能力对水平井产能影响较大。当水平段长度小于600 m时,煤层气井的产气量变化较为敏感;煤层非均质性对煤层气高产具有不可忽视的作用;裂缝条数为控制累计产气量的主要因素,其次为裂缝导流能力和裂缝半长;随着水平井井距的减小,累计产气量增大,但水平井井距过小对累计产气量的贡献并不明显。     

和顺区块煤层气井产能影响因素研究

针对和顺区块煤层气井产气量差异较大的特点,从地质和工程两个方面展开研究,确定和顺区块煤层气井产能主要受到煤层气保存条件、解吸压力、压裂以及排采控制等因素的影响。研究表明,和顺区块煤层气的保存条件控制煤层含气性,对产能的影响明显;解吸压力越高,高产稳产潜力越大;区块构造高部位水力压裂易出现井间压窜现象;和顺区块煤层产液量及渗透率低,按照煤层的产水潜能,在单相流阶段求取煤层供液指数,并依此建立经验公式,确定合理的排采速度,对生产具有一定的指导意义。     

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。     

阜康白杨河矿区大倾角厚煤层剩余含气量动态分布特征

新疆准噶尔盆地阜康白杨河矿区煤层厚度大、倾角大,其剩余含气量动态分布规律与常规水平煤层不同。利用数值模拟,构建了大倾角厚煤层压裂直井、裸眼水平井和分段压裂水平井模型,探寻不同井型排采过程中剩余含气量动态变化规律。研究结果表明：排采前期,煤层剩余含气量整体呈以射孔为轴的扇形变化特征;排采中前期,受到气、水重力分异影响,煤层气从深部解吸出来并向浅部运移,造成浅部储集层压力升高,煤层气二次吸附于煤层,浅部含气量升高;排采中期,煤层浅、中部形成吸附—解吸平衡区域;排采中后期,深部解吸气被采出后,储集层压力降低,中、浅部煤层开始新一轮解吸;排采后期,在深部煤层存在明显的高剩余含气量区。     

从Haynesville页岩气开发数据研究高压页岩气高产因素

Haynesville页岩气井实际生产数据表明,影响气井产量的3大主导因素是地质甜点区、压裂参数、合理排采。储层厚度50~60 m、总有机碳(TOC)含量3%、孔隙度4%、压力系数2.0、脆性矿物含量60%,是选择页岩甜点区的关键因素。水平段长一般1 000~1 500 m、分段数9~12段、单段长90~110 m、簇间距20~25 m、施工排量11~13 m3/min,单段液量大于1 500m3、单段加砂量大于120 t是高产水平井储层压裂参数。初期保持较小生产压差有利于保持渗流能力进而获得最大累积产量。建议我国借鉴北美类似经验,并根据不同区块页岩地质特征优化压裂参数,实现页岩气经济高效开发。     

延川南区块煤层气开发关键技术研究

延川南地区位于鄂尔多斯盆地东南缘,构造上位于晋西挠折带、渭北隆起和伊陕斜坡的交叉部位。通过对延川南区块2号煤层地质条件的分析,开展煤层气开发工艺适应性研究,确定了适应区块煤层气地质条件的一系列开发关键技术,包括水平井钻完井技术、整体压裂技术、增产技术、举升工艺技术以及定量化排采技术,通过现场实施,各项技术均体现出较好的适应性,有效地保障了区块煤层气的开发。     

大牛地气田大98井区水平井开发技术政策研究

大牛地气田剩余未动用储量大部分为Ⅱ—Ⅲ类低品位储量,水平井开发将是气田产能建设的主要方式。因此,优化研究多级压裂水平井开发技术政策很重要。基于多级压裂水平井数值模拟概念模型,对单井设计、压裂缝、井网和井距进行研究,结果表明:单井水平段延伸方向应垂直于最大主应力方向,水平段位于气层中部最好,压裂缝尽量穿过含气砂体并以锯齿型分布最优,平均压裂半缝长为158 m,平均压裂缝间距为112 m,采用排状交错井网最优。结合数值模拟法、动态分析法及经济评价法,确定大98井区合理井距为1 000~1 200 m,根端距为700 m。     

构造模式与煤层气井产能的关系——以晋城煤区为例

随着山西省晋城煤层气区煤层气商业化开发规模的不断扩大,煤层气井积累的数据越来越丰富,为研究不同构造模式下煤层气井的产能提供了充足的数据支持。为了分析各种构造模式对煤层气井作业的影响及其与产能的关系,将该区构造模式大致分为断层构造、褶皱构造和陷落柱构造3类,结合煤层气井的生产数据和地质资料,对不同构造模式下煤层气井的产能情况进行了总结;最后,分析了煤层气水平井与小构造的关系,提出了水平井布井的基本原则,即水平井排采井筒应位于构造低部位。     

苏东南区水平井产能敏感性分析

苏东南区水平井产能影响因素众多,主要表现为初始递减率和动态储量。为了具体描述各因素对气井产能的影响,利用气藏工程和数值模拟方法,从水平段长度、供气面积、渗透率、储层厚度、含水饱和度以及井底流压等几个方面定量分析了各因素对苏东南区3个生产区块单井初始递减率和动态储量的影响程度。为了对敏感程度进行定量的分析,引入分析参数敏感度,定量分析了各个参数对生产井初始递减率和动态储量的影响。研究表明,虽然区块不同,但是各区块水平井递减因素敏感性基本一致。对初始递减率而言,敏感程度由大到小依次为:水平段长度含气饱和度储层渗透率储层厚度井底流压;对动态储量而言,敏感程度由大到小依次为:含气饱和度井底流压储层渗透率水平段长度储层厚度。     

织金区块煤层气产能特征及主控因素

针对织金区块煤层气井开展了动态跟踪研究,认为煤层气井开发可划分为5个排采阶段,将小试验井组的稳定产气井划分为中高产井、低产井以及特低产井,按照曲线形态又可分为双峰型、单峰型和波动型。中高产井普遍具有解吸压力高、产液量低、压裂效果好的特点,耦合分析认为煤层气井的产能影响因素为地质特征、压裂规模以及排采措施。     

煤层气井排采工艺研究及现场试验

针对华东分公司三个煤层气勘探区块的煤储层特点,从排采方式、排采方法优选、管柱结构及泵挂深度、配套工艺等方面对煤层气井排采工艺进行了深入研究。根据煤层气井排采机理,总结出了＂三段制＂排采工作制度,以获得较高的单井产能。应用上述研究成果,2009-2010年在三个煤层气勘探区块进行排采试验,取得很好的效果,延1井单井日产量达2 600 m3,织2井单井日产量达2 800 m3,两个区块获得工业气流重大突破。     

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。     

威远区块页岩气水平井基于灰色关联分析的产能评价方法

四川威远页岩气区块隶属国家级页岩气示范区,开发潜力大,页岩气水平井产能受多因素控制呈现出差异性,为快速准确开展压后产能评价,实现威远区块页岩气的高效开发,本文依托威远页岩气区块地质、压裂及生产资料,运用灰色关联分析方法明确水平井产能的主控因素,依此建立多元线性回归产能预测模型进行产能评价。研究结果表明,影响压裂水平井页岩气产能因素主要包括地质因素和工程因素两个方面,地质因素按影响程度大小排序依次为目标甜点钻遇率、含气量、脆性指数等,工程因素则依次为改造长度、加砂强度、加砂量等;产能评价方法综合威远区块地质开发特征和压裂改造效果,无需产能试井资料,仅需目标甜点钻遇率,改造长度和加砂强度三个主控因素作为产能预测模型参数即可快速计算测试产量,计算结果与实际测试产量误差在10%以内,该方法能够快速准确评价产能,为研究区后续水平井优化设计和合理配产提供可靠依据。     

织金区块煤层气开发方式探讨

为了探索适合织金工区煤层气井合理高效的开发方式及排采制度，对大、小试验井组开发方式及排采制度进行了对比分析。结果表明，地质条件是含气水平的先决因素，开发方式及压裂规模是引起产量差异的主要影响因素，合理的排采制度是产能充分释放的保障。建议根据具体工程地质特征，优化压裂工艺方式，合理加大压裂规模，逐级降压排采，通过单井调控达到井组面积降压，实现煤层气井效益开发。     

延川南区块煤层气井高产水成因分析及排采对策

为了解鄂尔多斯盆地延川南区块煤层气井高产水的成因及高产水对煤层气井产能的影响,对延川南区块内煤层气的地质条件、压裂施工情况以及不同产水量煤层气井生产特征进行了分析研究,探讨了延川南区块高产水特征形成的原因,确定了高产水煤层气井的排采方法。结果表明,压裂缝的缝高过大,沟通了二叠系下统下石盒子组砂岩裂隙含水层组,是导致延川南部分煤层气井产水量过大的主要原因;高产水会造成实际见气储层压力比临界解吸压力低,降低了煤层气井产能。高产水煤层气井的排采难度大,需要选择合理的排采设备,在气井产气之前井底流压要平稳、快速下降,使煤层气井尽早见气,见气之后适当放缓排采速度。该排采方法在高产水煤层气井进行了应用,排采效果较好。      

煤层气多分支水平井产能影响因素及增产稳产对策——以鄂尔多斯盆地三交区块为例

鄂尔多斯盆地三交区块的煤层气开发以多分支水平井为主,由于对煤层气井产能的影响因素认识不清,部分煤层气井未获得高产、稳产。为此,在分析区块地质特征和生产特征的基础上,通过对比不同水平井的产气效果,找到了影响多分支水平井产能的主控因素,并针对性地提出了提高多分支水平井产能的对策。研究结果表明：①影响区块多分支水平井产能的主要因素是工程因素和排采因素,其中前者主要是由于钻井工艺的不成熟和完井工艺的不完善引起水平井主支井眼的垮塌,进而导致产气通道的突然堵塞,而后者则主要是排采控制的不合理引起煤储层产生压敏效应、速敏效应和贾敏效应,进而导致煤层渗透率缓慢降低;②通过优化并采用“前进式”单主支筛管钻完井技术、“四平行主支”筛管钻完井技术以及“鱼骨状”多分支水平井筛管完井技术等有针对性的措施,水平井的井眼稳定性、单井控制面积以及煤层气的产出效率显著提高;③将该区煤层气排采划分为无效解吸、低效解吸和高效解吸3个排采阶段,并制定了各阶段井底压力下降速率和产气增长速率的定量化控制指标,多分支水平井稳产期进一步延长,产气效果显著提升。