煤层气井钻井工艺及完井技术适应性研究

针对不合理的煤层气井钻、完井方式对储层造成伤害,影响产气量的问题,提出了适应煤层气储层的钻井工艺和完井方式。分析结果表明,采用欠/微平衡钻井工艺与裸眼完井、动力洞穴完井和套管射孔压裂完井等完井技术配套开发煤层气,有利于减小对储层的伤害,提高采气量。     

中国煤层气钻井技术现状及发展趋势

对我国煤层气钻井完井技术现状进行了归纳和总结,结果认为:煤储层地质基础薄弱、井壁易失稳、煤层损害严重以及完井效果差等难题严重制约了我国煤层气高效勘探开发;已开展的多分支水平井技术、U型井技术及其配套的连通和裸眼造洞穴等技术取得了长足进展,一定程度上缓解了以上技术难题的制约。生产实践表明,由清水钻井引起的钻井安全与煤层保护的矛盾仍然突出,国内煤层气产量依然偏低。进而建议,加强对煤层专用钻井液、煤层损害解除方法的研究,尽快制定煤层气钻井相关室内实验评价方法和矿场评价方法的行业及国家标准,探索矿权制度改革,开展煤层气与常规气、致密气合采关键技术研究,积极开展煤层气多层钻完井、复杂结构井增产措施配套技术研究。     

松辽盆地北部深层天然气勘探钻井完井保护技术

通过对松辽盆地深层勘探钻井完井技术的简要回顾，指出保护储层的钻井、完井技术所经历的“采用优质钻井完井液体系，实现对储层的保护；使用低密度钻井液提高钻井速度，近平衡钻井对储层的发现与保护和采用欠平衡钻井工艺技术，发现与保护储层”3个阶段分别满足深层勘探就钻井完井过程中保护储层的技术要求。针对深层储层物性和钻井技术条件，研究了储层潜在损害方式和损害程度，分析了各个阶段钻井完井过程中保护技术的作用原理、应用情况与取得的效果。实践表明，保护储层应以勘探发现程度需求为依据，兼顾资料需求和勘探钻井投资，选择相应的保护储层类别。建议加强松辽盆地北部深层天然气勘探钻井、完井过程对储层的保护，探索进一步开展充气、泡沫、雾化、空气等气体钻井技术的研究与应用，使储层发现与保护技术得到一个质的飞跃。     

中国煤层气高效开发井型与钻完井技术进展

较之于美国、澳大利亚、加拿大等国家,中国的煤层气储层具有低地层压力、低渗透率、低含气饱和度及强非均质性等基本特征,增加了储层改造的难度,制约了煤层气单井产量与采收率的提高。为了给中国煤层气水平井工程技术发展提供借鉴与支持,针对我国煤层气高效开发所面临的工程技术难题,综述了国内外煤层气水平井钻完井技术研究及应用进展,介绍了煤层气井型设计与井身结构优化、井眼轨迹控制、井壁稳定、优化完井与储层保护等一系列技术,讨论了水平井双管柱筛管完井与洗井增产、径向水平井筛管完井及磁导向钻井等新技术及其适应性,提出了地下“井工厂”绿色开发模式以及深地煤层气与煤炭一体化绿色开发之道。结论认为：(1)针对我国煤层地质条件与地表环境,在进一步精细化高煤阶水平井钻井与完井技术的同时,需要兼顾煤系气综合开发;(2)加强中—低煤阶与碎软煤层水平井钻完井技术创新研究,深入探索复杂煤层气藏高效开发模式;(3)针对我国深地煤矿、低品位煤矿及薄煤层等非常规煤矿绿色高效开发面临的重大技术难题,有必要积极探索地下“井工厂”与非常规能矿原位转化开发模式,力求实现深部煤层气与煤炭一体化绿色高效开发的目标;(4)高质量推进我国能源低碳...     

煤层气井动力洞穴完井工艺

在煤层气的勘探与开发领域中,特别是在煤层气井的完井工艺和方法上常见的有套管完井、主力煤层段的裸眼完井和主力煤层段的洞穴完井等。对于不同地区、不同的构造特征,选用的完井工艺及方法也不尽相同,但最终目的只有一个,就是在目前的工艺水平的基础上尽快让煤岩储层的吸咐气解吸出来,并具有工业价值,造福人类。动力洞穴完井工艺技术从钻井、完井、排水采气的整个工序过程与其它完井方法相比,具有不进行单相注入压降试井和压裂等措施就可以达到单井面积降压、恢复和提高煤层渗透率等优点。该工艺方法同样适用于煤层割理发育,物性较好、封盖…     

页岩气钻完井工程技术现状

介绍了页岩气的性质、特点及全球分布情况,针对页岩气储层物性差、开采难度大的特点,重点介绍了北美页岩气开采过程中所采用的水平井钻井技术、特殊的完井工艺以及水力压裂等储层改造技术。通过文献调研得知,美国页岩气勘探开发已进入商业化模式,集成应用了先进的钻完井技术和井下工具。我国页岩气地质储量丰富,但是勘探开发技术尚在探索起步阶段,需要克服的困难还很多。文章借鉴国外先进页岩气钻完井技术,结合国内现有技术,提出适合我国页岩气勘探开发的理论依据和技术思路。     

鄂尔多斯盆地长北气田储层保护技术

为了评价钻井过程中钻井液对鄂尔多斯盆地长北气田储层的伤害程度并评选低伤害完井液,实验中应用先进的AC-FDS-800~10000地层伤害系统,在模拟正常钻井和储层参数条件下成功地完成了3套钻井完井液体系对长北气田储层的伤害程度评价。实验结果表明：逆乳化油钻井液对该储层伤害率高达73.91%,因伤害发生在整个岩心而不易解除;油基钻井液对气层岩心几乎100%伤害,但油基钻井液滤失很小,浸入井壁的深度浅,在完井后储层开展射孔或压裂,则伤害很容易解除;相比之下,无黏土低伤害暂堵钻井完井液体系对气层平均伤害率为11.11%,暂堵性好,完钻后可以采取裸眼完井,井壁上形成的暂堵滤饼通过气层压裂完成解堵,并直接气举投产,很大程度上简化了完井、投产作业,值得推广应用。     

美国西部盆地煤层气钻井和完井技术

美国钻煤层气井技术较成熟。介绍了美国西部盆地煤层气井的钻井、完井工艺技术,指出了裸眼造穴适应的条件是高渗透率、煤岩易破碎和储层存在高压。对裸眼造穴完井工艺过程进行了具体地介绍,对下套管水力压裂工艺进行了分析评价。     

实现致密气高效开发的气体钻井技术

对钻井、完井、压裂都是水基工作液的技术体系,在中国大多数致密砂岩储层中都存在无法回避、无法消除的严重、甚至致命的水锁伤害,从而导致低产低效、甚至开发失败,即便是目前热门的水平井分段压裂技术,也由于水锁伤害而偏于高成本、低效益。目前,气体钻井是彻底消除水锁伤害的唯一方法。文章通过分析致密气地质特征及在勘探开发中的储层伤害,指出了气体钻井技术在致密气勘探开发中的优势,倡导在致密气勘探开发过程中采用气体钻井技术以提高对储层的发现和开发。以塔里木DX1井为范例,展示了气体钻井技术用于致密气的勘探;以四川盆地气体钻直井、斜井、水平井为范例,展示了气体钻井技术用于浅层致密气的开发;以塔里木DB104井为范例,展示了气体钻井技术用于深层致密气的开发。文章最后指出,气体钻井用于致密气的勘探与开发,属于刚刚起步的探索性新技术,尚有诸多技术难题有待解决,尤其是气体钻水平井的配套技术,但这些技术在目前的科技、工业水平下应该是可以解决的,需要的是关注、投入和坚持。     

地质工程一体化在保德煤层气田勘探开发中的实践与成效

保德煤层气田位于鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带北段、河东煤田北部,煤层气资源丰富。保德区块煤层气地质条件具有埋藏浅、含气量低、易碎易垮塌、机械强度低、低孔超低渗、欠压储层等特点,煤层气勘探开发面临着从地质评价、钻完井、储层改造、采气工艺到地面集输等一系列技术问题。针对这些问题,中石油煤层气有限责任公司在系统梳理前期勘探成果的基础上,充分利用现有各类煤田钻孔、地震、钻井、测井、试井、样品分析化验等资料,全面研究区内中低阶煤煤层气的地质特征和储层特征,开展煤层气精细选区评价技术研究,开发适应于中低阶煤的煤层气勘探开发技术系列,坚持地质工程一体化研究,攻克煤层气勘探开发技术瓶颈,不断完善和优化从物探、钻井、压裂、排采到地面工程工艺等系列技术方案,实现了保德区块煤层气的高效开发,建成了目前中国规模最大的中低阶煤煤层气田。     

China Speeding up CBM Industrialization

Current energy tension has focused Ihe attentions of major coal producers in China to the Coal Bed Methane （CBM） industry. The producers so Far have stepped up the exploration, development and utilization of CBM in nrder to take the lead in the industry.     

新形势下中国煤层气勘探开发面临的挑战与机遇

在我国加快能源转型和生态文明建设的新形势下,研究我国煤层气勘探开发面临的挑战与机遇意义重大。为此,在介绍我国煤层气勘探开发现状的基础上,分析总结新形势下我国煤层气产业面临的3大挑战和3大机遇,3大挑战是:(1)煤层气开发成本高、低气价下企业效益较差导致企业信心不足、投资积极性不高;(2)煤层气资源赋存条件复杂、现有开发技术不能有效推广是制约产业快速发展的内在因素;(3)现有煤层气产业管理体制、机制和政策不能与煤层气产业的特点相适应是影响产业发展的外部因素。3大机遇是:(1)生态文明建设高质量发展对于煤层气开发产业是千载难逢的发展机遇;(2)煤层气资源认识、技术攻关和开发经验等方面具备了较好的产业发展基础条件;(3)正在制定和部分已出台的油气体制改革政策将有利于促进煤层气产业的健康发展。在此基础上,提出了"多措并举、综合施策"的工作建议:(1)以沁水盆地南部和鄂尔多斯盆地东缘两大产业基地为重点实现煤层气快速上产;(2)加强深层和新区煤层气的勘查开发力度,实现全国范围内的开发试验区建设合理布局;(3)加强以"提高单井产气量"为目标的科技攻关与质量管理;(4)探索与煤层气勘探开发一体化特点相适应的管理机制。     

煤层气勘探开发的理论与技术发展方向

世界能源价格的高涨、瓦斯引起的恶性矿难事故、温室气体减排压力等促使国内外日益重视煤层气的开发。在技术、资金、政策等因素共同影响下,美国煤层气产量2007年达到495×108m3。我国拥有更大的煤层气资源量,因勘探开发技术落后,产业发展一直受到限制。文章从煤层气勘探开发技术历程出发,全面系统分析了国内外煤层气勘探开发理论、技术及装备现状与存在问题,指出煤层气勘探开发各项技术的发展方向与趋势,并提出相关建议,为处于关键时期的煤层气产业的发展提供宏观部署和决策依据及技术引导作用。     

抓住机遇，加快中国煤层气产业的发展

针对中国能源需求和煤层气勘探开发现状,首先介绍了美国、澳大利亚、加拿大等国煤层气勘探开发的成功经验,归纳了其给中国煤层气产业所带来的启示;然后客观剖析了当前国内煤层气勘探开发所面临的有利条件和机遇,同时对不利条件和风险也做了分析。在此基础上,提出了进一步促进中国煤层气产业发展的建议：①实施比常规石油天然气更为优惠的经济政策;②实施奖励与惩罚相结合的强制性“先采气、后采煤”政策;③制定煤层气资源保护和产业监管法规。希望能抓住大好发展时机,力争在“十一五”末中国的煤层气产业化能初见端倪。     

中国煤层气可利用经济储量预测与发展前景

我国煤层气资源潜力较大 ,远景资源量为 2 7.3× 10 12 m3 ,但目前能源结构极不合理 ,每年因采煤向大气排放的煤层甲烷高达 194× 10 8m3 ,接近于全国 1a的天然气产量 ,占世界采煤排放甲烷总量的 1/ 3,既浪费能源又污染环境。因此 ,加强我国煤层气的开发和利用迫在眉睫。分析我国煤层气勘探开发最新进展 ,结合国内外煤层气发展现状及我国能源战略规划 ,对我国煤层气利用及发展作出中长期预测。图 1表 1参 14     

低煤阶煤层气勘探思路

世界范围内低阶煤层气勘探开发已获得了巨大的成功，中国拥有丰富的低煤阶煤层气资源，具有广阔的勘探前景。从分析美国粉河、尤因塔盆地的勘探开发基础资料入手，得出这2个盆地低煤阶煤层气有多种气源存在、储层物性好、早期勘探立足于成藏背景优越地区的局部构造可取得较好成效的认识；进而在分析低煤阶煤层气成因的基础上，指出我国东北、西北含煤盆地和煤、油共生的湖盆具备形成多源气的地质条件，是寻找低煤阶煤层气的有利地区，其中准噶尔盆地是近期勘探的现实地区。同时也指出，在勘探思路上，必须坚持将煤层气勘探与常规气勘探进行有机结合，即走综合立体勘探的道路，才能取得理想的勘探效果。     

沁水盆地南部煤层气田勘探开发技术探索与认识

为加快煤层气勘探开发的步伐,中国石油华北油田公司在沁水盆地南部樊庄区块开展了高煤阶煤层气规模开发实践,逐步形成了山地浅层二维及三维地震采集处理和精细解释、高煤阶煤层气区带评价优选、煤层气排采控制、煤层气二次压裂解堵增产、水平井设计优选、水平井钻井、适合于山区特点的煤层气低压集输工艺及自动化控制等8大技术系列。率先开展了煤层气水平井压裂解堵试验,改进了防砂、防煤粉工艺,创新提出了开发单元和开发井组,自主研发了一批专有技术（目前已申请专利11项）。总结近5年的煤层气勘探开发实践,获得以下几点经验与认识：①煤层气井钻探需要地震资料的支持;②严格遵守勘探程序是高效开发煤层气的重要保证;③煤岩煤质是煤层气富集最重要的控制因素之一;④该区埋深介于800～1 200 m的主力煤层具有良好的勘探开发前景。     

中国煤层气发展战略探讨——以中石油煤层气有限责任公司为例

近年来我国煤层气产业增速放缓,为了促进产业发展,亟需围绕做大做强我国煤层气产业这一重大课题开展研究工作。为此,以中石油煤层气有限责任公司为例,系统研究和总结了该公司自2008年成立以来在鄂尔多斯盆地东缘煤层气产业基地建设、新疆地区煤层气勘探开发等方面取得的技术进展和成果,分析了我国煤层气产业发展面临的机遇与挑战。在此基础上,提出了有利于煤层气产业发展的5大主攻方向:①突出加快新疆地区中低煤阶煤层气战略接替规模突破;②持续攻关已开发区增产和提高采收率技术,大幅度提升开发效益;③强化深部煤层气及煤系地层天然气综合开发,提高资源综合利用率;④建立基于人工智能和大数据的煤层气田智能信息技术,提升煤层气田开发水平;⑤开展煤层气效益开发创新管理体系研究,为煤层气效益开发提供科学的制度保障。结论认为:①鄂尔多斯盆地东缘煤层气的规模开发为国家提供了宝贵的清洁能源,为煤矿安全生产、节能减排提供了新路径、做出了新贡献;②应持续推进管理创新和技术创新,突出加快在新疆地区建设我国第3个煤层气产业基地,促进我国煤层气产业加快发展。     

中国煤层气开发战略

发展煤层气产业有利于改善中国能源生产消费结构和煤矿安全生产条件、缓解中国天然气供应不足的现状。中国煤层气资源量大,但产业规模小。法律法规不完善、勘探投入不足、煤层气与煤炭矿业权分置、协调开发机制不健全、基础设施匮乏、关键技术有待突破等多方面因素影响中国煤层气产业快速发展。为此提出了“加强科学管理与人才培养、创造关键技术突破、完善法律法规保障制度、加强基础管网建设、实施管网准入制度”等战略及措施建议。     

中国煤层气产业发展障碍及其对策

受全球经济增长速度放缓、能源价格低迷等诸多因素的影响,中国煤层气(煤矿瓦斯)年度抽采量及其增量的增长速度均放缓。为了加快煤层气产业发展步伐、夯实煤矿安全生产基础、推进我国能源生产和消费革命,从全球视野和大能源的角度分析了我国煤层气产业的发展资源、技术、市场条件及发展环境,剖析了制约我国煤层气产业发展的障碍,探讨了加快我国煤层气产业发展的对策。研究结果表明:①国内外宏观经济下行的大环境一定程度上导致了我国煤层气资源勘探、产能建设投资锐减;②煤层气产业发展受到政策激励效应弱化、产业缺乏投融资政策、地方政府积极性不高以及土地征用难、赔青不透明等外部因素的制约;③煤层气产业受到工程质量低下、开发项目经济效益不佳以及资源欠佳且技术移植难等来自产业内部的磕绊。结论认为:科学制定产业发展模式、理顺资源监管体制机制、搭建优质的政府服务平台、适时加强政策扶持力度以及调动地方政府的积极性,能够有效清除我国煤层气产业发展的障碍,加快煤层气产业发展的步伐。