煤层气勘探井井斜原因分析及预防措施

在煤层气勘探井钻井中,经常发生井斜超标的现象,给后期钻井施工及煤层气抽排采带来许多不利影响,严重的还可能导致井眼报废。为此,分析造成井斜的主要原因,采取切实可行的预防井斜技术措施,对于提高钻井效率和工程质量,有效降低钻井成本,加快煤层气勘探开发有重要意义。结合煤层气钻井施工实践,就发生井斜的主要原因进行了简要分析,并提出了具体应对措施。     

煤矿采动区井煤层气排采技术

作者通过对煤矿煤层气抽放研究发现，煤矿采动区井抽排技术是降低煤矿瓦斯浓度、开发煤层气的最佳途径。本文简要介绍了采动区井抽排技术的原理、方法，并提出了采动区抽排设计必须考虑到地质条件、采煤技术、通风系统、采动影响区三带的特征、煤层气涌出特征等因素的影响，并认为在采动区抽排设计的主要内容应包括井组规模、井身结构、完井方式和抽排设备。论述了采动区排水技术的适应性，并对抽排水效果进行了分析。     

瓦斯抽排孔施工技术

煤矿瓦期抽排孔与煤层气钻孔的区别在于瓦斯抽排孔一般是在煤矿建井生产后的采空区、工作面相关的地面范围内设计钻孔,而煤层气钻孔则主要是在建井前在矿区井田范围内设计钻孔。因此,在生产中的煤矿施工瓦斯抽排孔技术要求更高,成孔难度更大。具体特点是预定靶域小,垂直度要求高,冒落、冒裂“三带”地层复杂。本文介绍的C15工作面地面瓦斯抽排钻孔,在设计上采用了预留木塞和工作面采空后筛管深度可浮动技术,能够确保提高瓦斯抽排效果和钻孔使用寿命。同时,也给工程施工带来一定困难,是同类钻孔施工中的新课题。     

成庄合作区块负压抽排实施效果分析

对于最早投入生产的煤层气井生产周期已十年有余,老区煤层气井排采后期的产量递减加剧的现象日益凸显,对于煤层气稳产及降低递减率的研究逐渐加大加深,各种工程技术手段及新技术新设备都投入试验并运行。对于前期产气效果不好、储层渗透率低的井主要采取二次压裂,洗井解堵的方法。对于煤储层物性较好、渗透率较高以及管压较高影响产气量的后期排采井,普遍采用负压设备来提产稳产。本文主要通过成庄区块为例,深入剖析成庄区块的地质条件及开发现状,针对煤层气开采后期老井稳产提出负压抽排措施建议,借以指导煤层气开采后期稳产手段选择与实施。     

微地震法在煤层气井人工裂缝监测中的应用

煤层气井人工裂缝在煤层气开发中起着重要的作用，本文阐述了煤层气井人工裂缝监测原理，通过对人工裂缝监测现场试验及研究分析，为煤层气井压裂效果研究找到了一条科学方法，从而为煤层气地面开发井网布置提供了科学依据。     

安徽宿州芦岭矿区煤层气生产条件分析

本文从地质及储层特征等技术层面上探讨了淮北煤田芦岭煤矿煤层气井的生产条件,这些生产试验井的钻探目的是(1)评估煤层气的生产特性,(2)确定储层的排采条件,(3)评价并改进完井技术,(4)全面评估煤层气生产所面临的问题。勘探结果显示该井区煤层发育稳定、内生裂隙发育、煤层气含气量中等-偏高,含气饱和度较高,表明具有较好的煤层气生产潜力。300m井间距的煤层气生产试验井组已于2010年4月投产,本文着重探讨了CLG09V-01井的煤层气生产条件。     

煤层气钻井钻探技术实践

通过对所钻煤矿瓦斯抽排井和煤层气钻井钻探技术总结,系统分析了适合煤层气钻井钻探施工技术装备的选型、钻井钻探工艺技术、成井工艺技术、冲洗液使用及煤储层保护技术、下管固井技术、绳索取芯技术等。     

赵庄区块地下水特征对煤层气开发的影响分析

为查明赵庄区块地下水运移、补给特征及其对煤层气开发的影响,采用地质分析与试验测试相结合的手段,对该区块地下水运移规律和煤层气井3号煤排采水来源进行了深入分析与研究,同时,结合区块内煤层气井生产实际,进一步分析了地下水对煤层气井产能的影响。结果表明:赵庄区块存在一条显著的地下水分水岭,分水岭北部地下水由南西向北东方向径流,南侧地下水由北向南方向径流,煤层气井3号煤排采水补给源主要为其顶板山西组砂岩裂隙含水层,排采水主要类型为Na-HCO_3型。3号煤层顶板以上的基岩中,砂岩比例高的区域,煤层气井产水量大,排采难度高;泥岩比例高的区域,气井产水量低,产气潜力高。研究结果利于该区块煤层气井排采和开发方案的制定与调整。     

煤层气井压裂技术方法研究与应用

压裂工艺是实现煤层气井强化增产目标的关键工艺技术。煤层气特殊的储集及产出条件使煤层气井压裂在许多方面具有不同于常规油气井压裂的特点和技术要求。本文概述了煤层气井压裂的作用与特殊问题，介绍了煤层气井压裂前地层评价与压裂评井选层、设计与优化方法、压裂施工实时模拟分析技术、压裂压力分析技术以及压裂液试验评价技术的基本内容。这些技术在柳林等煤层气勘探开发试验区实践中取得良好应用效果，对我国煤层气井压裂施工具有指导意义，值得借鉴。     

江西丰城煤层气单井试验结果分析

丰城矿区曲试1井是中国石油天然气总公司勘探局和江西省煤炭厅合作的江西省第一口地面煤层气工业试验井，并由江西省煤层气试验项目经理部组织实施。该井采用裸眼洞穴完井方式，于1994年1月开工，因遇到造洞穴设备、工艺等的重重困难和六次反复捞碴、排水及试气的试验，工期一再延长。因资金问题于1996年4月底暂告结束。该井试验获得一些成功。通过结果的分析，找出试验未能突破的主要原因。通过反复试验和长时间试气的变化，增强了该区试验成功的信心。正准备进一步改善储层条件和较长时间的试气。     

鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气生产特征及开发对策——以大宁—吉县区块为例

我国埋深在1 000~2 000 m的深部煤层气地质资源量为22.5×1012m3,占总资源量的61.2%,如何提高深部煤层气单井产量,形成针对性的开发对策是研究和攻关的热点。通过统计分析大宁—吉县区块地质参数和试采井生产数据,表明深部煤储层具有渗透率低、微孔发育、可采系数低的特点,丛式井具有长期低产、上产缓慢和排采期长的生产特征,L型水平井具有上产期短,产气量高的生产特征。以此为基础建立了深部煤层气产能评价指标体系,影响深部煤层气产气效果的因素主要包括地质条件、工程技术及质量与管理三大类。因此,提高深部煤层气单井产量要做好以可采性为重点的高产区评价及预测,开展压裂施工参数优化和井型井网井距互相匹配的地质工程一体化设计,加强工程质量管理,降低储层伤害、实现长期持续排采。     

沁南潘庄井田煤层气产能预测研究

煤层气产能预测是煤层气开发潜力评价和决策的重要研究内容。文章基于潘庄井田煤层气开发及实测资料,采用COMET3煤层气藏模拟软件对潘庄井田煤层气产能进行了模拟。结果表明:煤层气产能受诸多煤层气开发参数及其耦合作用控制,各参数对煤层气产能影响程度不同,实测参数的完整性影响煤层气井历史拟合和产能预测结果的真实可靠性;历史拟合模型可靠,产能预测结果具有高度可信度;产能预测结果显示研究区气井产气效果好,具备商业开发潜力。     

叠置含气系统煤层气开采物理模拟试验方法研究

为了研究滇东-黔西地区的多层叠置含气系统煤层气开采过程中储层参数和产量的时空动态演化特征,在多层叠置含气系统的特殊煤层气成藏模式和已有试验设备的基础上,对煤层气开采系统进行了改造和升级,煤层气开采系统由开采管、开采管路和气水分离器以及其他附件组成。建立一套集合材料选取、试件制备和煤层气开采的煤层气开采物理模拟试验方法,最后对试验系统和方法的优势、今后改进方向和适用条件进行了汇总。为了对开采物理模拟试验方法进行效果验证,以直井为例开展了叠置含气系统煤层气开采试验,研究了4个煤层在煤层气开采过程中的瓦斯压力、煤层温度、煤层变形、产量等参数动态演化规律。结果表明:瓦斯压力以井筒为中心近似呈现椭圆状,越靠近井筒区域瓦斯压力越小,反之越大,气体运移速度由近井段向远井段逐渐降低;煤层温度下降量在煤层内以井筒中轴线为起点呈圆弧状向边界递减,越靠近井筒区域温度下降量越大,反之越小;1—4号煤层在第360分钟的最终体积应变分别为0.000 67、0.001 09、0.001 17、0.001 54,初始瓦斯压力越大的煤层,其最终的变形量也越大,且初始瓦斯压力越小的煤层,体积应变增长速率变缓的时刻越早;瞬时产量曲线呈现在开采初期迅速达到峰值并急剧下降的单峰曲线类型。研究结果验证了叠置含气煤层气开采物理模拟试验方法的可靠性,能够为现场煤层气开采提供参考。     

潞安矿区煤层气增产方式研究

通过对潞安矿区煤层气井生产历史分析,结合国内外煤层气增产技术,对研究区煤储层特性、煤岩体力学性质进行了研究,重点分析了煤岩体力学特征对压裂技术的影响,提出了适合于本区的煤层气增产措施,包括垂直井与中半径水平井组合技术,空气、泡沫钻井技术,氮气泡沫压裂技术等。     

煤层气赋存特征及其参数井与排采井设计

以勘查区地质特征为基础,分析了煤层埋深、煤层厚度、煤层含气量、甲烷风化带、渗透率、煤体结构等煤层气赋存特征,为参数井与排采井设计提供了设计依据,根据井位部署原则,对参数+排采试验井进行了选位及选型,然后设计了钻井工程,煤层气抽采试验井采用大位移定向套管射孔完井,先进行直井钻井,一开下套管固井、二开钻穿煤层,然后三开进行定向井施工,钻穿煤层30 m完钻,下套管固井,水泥返至地面。并分析了井身结构、井身质量要求、钻井主要设备及钻具组合、钻井液方案及井控技术与煤储层保护要求。研究为煤层气区块的定量化排采提供技术支持。     

贵州西部地区煤层气井产出气地球化学特征

基于贵州西部17口煤层气井不同排采时间的产出气,通过对气体组分、甲烷碳氢同位素测试以及产能数据的收集,结合研究区水动力条件以及地质特征,研究了该区域煤层气地球化学特征、地质控制因素及与煤层气产能的关系。结果显示:研究区煤层气组分以甲烷为主,属于干气~特别干的气体,甲烷组分体积分数介于91.504%~99.508%,其次为N2和CO2,不同地方煤层气井重烃含量变化大。甲烷稳定碳同位素δ13C1值介于-44.1‰^-27.8‰,δD值介于-196.5‰^-120.8‰,属于热成因气,松河GP井组和大河边Z-1井接近于原生煤层气的特征,研究区东北部织金ZJ井组及其余各井明显受到运移-扩散次生作用的影响。贵州西部煤层气井产出气的甲烷碳氢同位素值呈现东北高西南低的分布趋势,煤变质程度对产出气的地球化学特征具有主要的控制作用,其中甲烷氢同位素值的分布亦受到沉积环境的变化控制。在同一煤层气井组内部,甲烷的碳氢同位素值大小受井组内水动力条件的变化以及开发煤层埋深的影响较大。甲烷碳氢同位素值与日产气量呈现负相关关系,其本质在于甲烷的碳氢同位素受控于埋深及埋深主导的水动力条件的变化,而埋深的差异性很好的控制了产气能力。煤层气井产出气随着排采时间的变化,煤层气气体组分和甲烷碳氢同位素值呈现一定规律的变化,其中碳氢同位素值随着排采时间变化总体有波动性增大变重趋势,这与组分分馏和同位素分馏有关。     

煤层气井低产原因及二次改造技术应用分析

我国多数煤层气储层低孔低渗、构造煤发育,储层改造效果难以保障,单井产气量和采收率低。选择高效的储层改造和增产技术,提高低效井产量,是当前煤层气产业发展的关键任务。本文系统剖析“地质储层条件、工程施工改造和排采管理控制”影响的低产原因,分析煤层气井二次改造相关技术及应用效果,为不同类型低效井针对性改造提供建议。煤层气井可二次改造的低产原因主要包括压裂裂缝扩展不足、裂缝/管柱煤粉堵塞和压降面积受限等,改造中需考虑煤体结构分布、初次裂缝形态、储层渗透性、产气产水量变化、排采及控制设备适用性等因素。二次改造技术分为物理法、化学法、微生物法和其他方法,物理法中二次水力压裂、间接压裂和无水压裂技术以及化学法中酸化增透和泡沫酸洗技术运用较广泛。二次改造应根据地质条件、初次改造效果、工程排采情况选择针对性技术,避免储层再次伤害,以实现有效改造,提高煤层气单井和井网产气量。     

煤矿区钻探技术装备新进展与展望

我国煤层气资源非常丰富。在煤矿区,煤层气(瓦斯)开发具有增加洁净能源供给、提高煤矿安全生产保障能力、减少温室气体排放等多重效益。地面钻井开发与井下钻孔抽采是煤矿区煤层气(瓦斯)开发的基本途径,同时也是煤矿区应急救援的主要手段。本文介绍了煤矿区地面煤层气开发新技术装备,大直径钻孔施工技术与装备及井下中硬、松软煤层和岩层瓦斯抽采钻孔成孔技术与装备。在此基础上分析了在新形势下煤矿区煤层气(瓦斯)抽采钻孔成孔技术和装备发展需求,为我国煤矿区煤层气(瓦斯)钻孔成孔提供借鉴。     

依兰煤田煤层气勘探开发成果及前景展望

依兰矿区位于黑龙江省依兰县达连河镇境内,松花江东岸。依兰矿区达连河露天矿正在开采,年产量可达400万t。依兰煤田煤炭保有储量1.97亿t,预测煤炭资源量3.61亿t。煤层气资源量为52.73亿m3,均埋藏于1 500 m。依兰矿区煤层气勘查开发,无论从地质构造、含煤地层、煤层厚度、煤层气资源量、储层特征、单井产能等多方面看,依兰煤田煤层气勘探开发的前景非常广阔。     

地面煤层气抽采效果评价指标初探

地面煤层气抽采是煤层气开发普遍采用的方式,主要以地面垂直井方式为主。建立地面煤层气抽采效果评价指标,有利于同一地区不同地面煤层气井、不同地区的抽采效果比较,也可为国内外抽采效果评价、不同抽采工艺效果比较提供参考手段。目前国内外地面煤层气抽采效果的评价及指标还不完善。本文通过收集晋城成庄区块主要煤层的储层参数和生产数据,采用新型储层模拟软件CBM-SIM进行不同井间距的产能预测,由此探讨地面煤层气抽采效果的有效评价指标。研究表明,评价指标可分为两类：一类是储层特征,主要包括气含量和储层压力;一类是煤层气资源特征,主要包括累计产气量、采收率、日最高产气量、稳产期日均产气量。