煤层气直井开发概要——以鄂尔多斯盆地韩城地区煤层气开发为例

煤层气钻井方式中,直井技术（包括丛式井）最为成熟,费用较低,操作简单,没有太大的使用限制,无论在前期开发评价,还是后期的增产改造和规模开发中,其作用都不可替代,是国内煤层气开发普遍采用的方式。为此,论述了其开发要点：①煤层气的选区、选井及选层主要依靠地震勘探技术结合基础地质技术完成;②单井评价通常以测井评价为主,录井技术和试井技术为辅,而测井记录的数据常需使用经过选择的煤心和试井数据标定,这样才能提高储层评价参数及单井评价的可靠性,进而确定射孔压裂层段;③直井的增产改造方法除水力压裂外,还可考虑裸眼完井和筛管完井技术,裸眼完井需考虑煤层适应性,而筛管完井除了应用于水平井外,也可以用于裸眼完井的直井中;④煤层气排采需紧密结合排采装备,初期以最小的强度稳定缓慢排采,然后根据地层实际供液能力调整工作制度,尽量使地层供液与排液量保持一致,稳定持续缓慢降液,尽可能地扩大压降范围。     

中国煤层气勘探开发成果与认识

我国近年煤层气勘探和开发的重点区块主要有阜新盆地刘家试采区块、辽宁铁法区块、辽宁沈阳北及其外围、山西省南部沁水煤层气田、鄂尔多斯盆地东部大宁-吉县地区与韩城-合阳地区、准噶尔盆地东南缘等。其中开发效果最好的有阜新盆地刘家试采区块和山西沁水煤层气田。中国煤层气勘探开发还处于初级阶段，工艺、设备、技术等都急需引进、吸收、研发、试验、优选、试用，煤层气地质条件和排采技术也需要深化研究。通过分析中国煤层气勘探开发现状，结合多年的现场实践经验，总结了我国煤层气勘探开发的新认识和煤层气勘探开发工艺技术进展，并提出了以下建议：①含气量大于6 m³/t必须先采气后采煤；②加强对低煤阶煤层气的勘探；③加强煤层气地质精细研究；④加强关键技术试验；⑤积极稳妥地按照勘探程序组织实施煤层气勘探开发工作。     

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。     

煤层气勘探开发与利用工程技术研究进展

煤层气是重要的新兴能源,开发煤层气资源具有重要的经济和社会效益。阐述了国内外煤层气勘探开发工程技术,包括煤层气资源评价方法、钻井完井、压裂排采及地面工程等工程技术最新进展;综述了煤层气3种化工利用途径,包括经合成气生成合成油、经合成气生产甲醇等化工产品、制氢的工艺技术。并提出煤层气开发关键技术和装备研发建议,对煤层气开发利用的未来发展方向提出了展望。     

煤层气增产改造技术发展现状与趋势

基于国内外煤层气增产改造技术发展历程的追溯,立足于压裂液体系、完井技术、压裂配套工具和气井管理方法4个方面,详细剖析了煤层气产业所取得的突出进展与形成的主体工艺.结合中国煤层气增产技术发展现状,提出了裂缝非线性动态扩展机理、地应力场反演与重定向理论、压裂液的流变调控和微地震数据噪声甄别等6项亟需攻关的科学问题,展望了中...     

煤层气藏勘探开发程序研究

分析了煤层气藏与常规砂岩气藏形成的差异规律和煤层气藏独具的赋存及产出特性。根据国内外煤层气勘探开发理论与实践，结合我国含煤地层沉积构造，提出了系统的有关煤层气勘探开发程序。文中以山西、河南两个地区煤层气勘探为实例，对勘探开发详评程序进行了实际论证。最后强调指出勘探开发程序阶段节奏可以加快，但不能逾越。     

煤层气资源勘探与开发

目前发展中国家应加强煤层气资源评价与富集区优选，加强国际技术合作，研究适合本国地质特点的煤层气钻井、完井、增产配套技术。     

中国石化石油工程技术新进展与发展建议

“十三五”以来,中国石化针对深层特深层油气、致密气和非常规油气高效勘探开发中的关键技术难题,持续加大科技攻关力度,突破了一批制约油气勘探开发的技术瓶颈,研发了一批高端技术装备、井下工具仪器和作业流体,形成了优快钻井完井、高温高精度测控、精细录井和高效储层改造等技术系列,促进了顺北油气田、涪陵页岩气田的高效勘探与效益开发, 为老油田和致密气田增储稳产提供了强有力的技术保障。但是,目前中国石化石油工程技术装备在作业效率、技术指标、综合成本等方面与国外先进水平相比还存在较大差距,因此在“十四五”期间,必须大力实施创新驱动战略,大力提升自主创新能力,突破钻井完井、测录井及储层改造等专业的关键核心技术,尽快提升石油工程技术装备水平,为中国石化稳油增气降本提供技术支撑。      

中国煤层气勘探开发技术进展浅析

重点介绍了中国煤层气地球物理勘探技术,开发技术(包括水力压裂改造技术、煤中多元气体驱替技术和定向羽状水平钻井技术)以及增产技术的现状和技术进展,并且分析了我国煤层气研究开发的理论成果与存在问题,提出了煤层气研究开发的发展趋势与开发措施.     

延川南区块煤层气高效开发钻完井工艺技术探讨

延川南区块位于鄂尔多斯盆地东缘南部,煤层气勘探已取得工业突破,目前正进行开发准备工作。通过前期勘探阶段实践,该区块存在的主要问题是单井产量较低、钻井效率有待提高。结合地层特点,对储层改造、钻井井型、完井方式、井身结构、钻井方式、储层保护工艺技术、装备配套及水平井的应用等关键工艺技术进行了探讨,提出了在储层改造方面以水力压裂改造为主、在钻井井型方面以定向井井型为主、在钻井工艺方面以空气旋冲钻井工艺技术为主、在完井工艺方面以下入Φ139.7 mm套管固井为主、在储层保护方面以低固相、低渗透钻井液体系为主、在装备配套方面以采用车载全液压钻机为主等结论,同时对需进一步研究和探讨的钻完井工艺技术方法提出了建议。     

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。     

核磁共振技术在煤层气勘探中的应用

为了解决低孔低渗煤储层的孔隙度、饱和度数据测定和渗透率计算,克服常规实验中取心困难的问题,使用核磁共振技术、利用H核弛豫时间的规律性变化,通过对煤样进行不同饱和状态下的测试,测定煤样中可动流体、束缚流体等参数,得出了低孔低渗煤储层的孔隙度、渗透率数据,为煤层气勘探提供有效的孔隙度、渗透率数据,对煤层气的排采、开发具有重要意义。同时,数据表明:煤储层中,孔隙度、可动流体饱和度越大,渗透率越高。     

中国煤层气勘探开发战略接替区优选

现阶段中国煤层气探明储量及产量的增长主要依靠沁水盆地南部和鄂尔多斯盆地东缘等几个煤层气产业基地,急需寻找一批勘探开发战略接替区。为此,基于对我国煤层气资源、生储、保存、开发基础等条件的研究成果,总结了影响中国煤层气勘探开发的8个普遍因素(资源丰度、煤层厚度、含气量、原始渗透率、埋藏深度、水文地质条件、煤系沉积环境和地形地貌)和4个关键因素(成因类型、稳定性、后期储层改造和煤体结构破坏程度)。对比分析结果表明:中国西北低煤阶区、东北中低煤阶老工业区和西南中高煤阶构造复杂区,是我国继华北地区之后煤层气产业持续发展的重点区;上述3个重点区的煤层气赋存主控因素分别是成因类型+煤层稳定性、成因类型+岩浆侵入对煤储层改造、煤层稳定性+煤体结构破坏程度,并以此建立了中国煤层气勘探开发战略接替区的优选评价体系。采用多层次模糊数学的方法对上述3个重点区的15个区块进行了评价,共优选出了8个有利接替区和7个较有利接替区,预测煤层气地质资源总量达1.8×10~(13)m~3;8个有利区分别为西北的准东煤田五彩湾—大井地区、吐哈煤田哈密—大南湖地区和陇东煤田,东北的依兰煤田、鹤岗煤田和珲春煤田,西南的川南煤田和水城煤田,它们是近期可以进行煤层气勘探和试验开发的目标区。     

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。     

地震勘探技术新进展

近几年来，地震勘探技术得到了很大的发展。超万道地震仪的投入使用，以及优化采集设计技术的发展，有效地提高了采集效率和资料质量；叠前深度偏移技术使复杂构造的成像更为清晰；3D可视化技术和虚拟现实技术大大提高了地震解释的能力、精度和速度；地震属性技术的发展把地震解释向定量化解释推进了一步；井中地震技术、多波多分量地震技术以及时延地震技术的发展，有力地增强了油气静态描述和动态监测的能力；复杂介质中地震波传播规律的研究向传统的层状介质理论发起了冲击。     

典型区块煤层气地面开发项目经济性分析及国内煤层气可持续发展政策探讨

我国煤层气赋存条件和资源品质差、开发难度较大、单井产量偏低,同时销售价格偏低、开发效益较差,加上企业资本成本高、对外合作管理不到位等不利因素的影响,两个五年计划的煤层气规划产量目标接连落空,企业在煤层气地面开发方面的投资意愿已经明显降低。为此,选用合理的经济评价方法和参数,结合煤层气开发生产的特点,模拟分析了平均埋深800 m的典型区块煤层气开发项目的技术经济性,并以此为案例,以期更好地厘清煤层气资源品位、技术水平、销售价格、财税扶持政策等因素与投资经济性的关系,有助于制订客观合理的煤层气攻关方向和产量目标。进而针对目前我国煤层气产业发展所面临的困难,提出建议:(1)相关部门尽快出台更进一步的产业扶持政策,解决对外合作区块开发滞后问题,促进优质煤层气资源的开发;(2)将财政补贴标准提高到0.6元/m~3,同时免征企业所得税;(3)进一步加大中央财政对煤层气科技攻关专项的投入力度;(4)对深层煤层气和战略选区勘探项目直接给予20%的中央投资支持。这些扶持政策如果能够长期施行,将有助于实现2020年国内煤层气地面开发产量达100×10~8 m~3、2030年达200×10~8 m~3的规划目标。     

非地震方法油气勘探进展

对第65届EAEG年会上发表的20余篇讨论非地震地球物理勘探技术的论文进行了归纳和总结,概要了非地震地球物理勘探技术,特别是电法在油气勘探应用方面的主要进展;介绍了垂直电流测深法、油气藏的直接探测与评价、高速层下成像、以及电法和重力勘探方法的应用史例等.     

非地震方法油气勘探进展

对第 6 5届EAEG年会上发表的 2 0余篇讨论非地震地球物理勘探技术的论文进行了归纳和总结 ,概要了非地震地球物理勘探技术 ,特别是电法在油气勘探应用方面的主要进展 ;介绍了垂直电流测深法、油气藏的直接探测与评价、高速层下成像、以及电法和重力勘探方法的应用史例等。     

地表放射性油气勘探技术研究现状分析

地表放射性油气勘探技术经过80余年的发展,在基础理论与技术方法研究方面均取得了较高成就。通过对已知油气田区的广泛研究,确立了油气藏上方地表放射性基本异常模式（低值异常）,优选出对油气响应较好的地表放射性指标,确定了油气藏边界断层、油、水边界或气、水边界处地表放射性异常标志;在异常形成机制方面,提出了基于深部来源说和地表来源说的多种观点;在干扰因素抑制方面也取得了新进展,提出了适合不同测区具体条件的放射性测量数据处理方法。现阶段,地表放射性测量技术在新探区含油气远景预测、成熟探区构造评价以及开采区油气田边界确定等方面,均已显示出初步应用成效,被认为是一种具有发展潜力的油气地表勘探方法。     

中国煤层气开发存在的问题及破解思路

单井产量低是长期制约中国煤层气产业发展的难题,为了寻求破解良策,以中国石油华北油田公司沁水盆地煤层气开发实践为例,系统分析了该盆地煤层气开发所面临的问题和挑战,在此基础上提出了该盆地煤层气开发的技术策略。研究结果表明:(1)应针对该盆地煤层气解吸—扩散—渗流的产出特征,优选有效的工程技术手段以确保增产效果;(2)在煤层气开发低效区进行的先导性开发技术试验,已经取得了一定的产量提升,但要实现低效区块煤层气产能的整体提升还有很长的路要走;(3)目前正在实施的煤层气高效开发示范区目的层深度介于900~1200 m,一旦成功将对中国中深层近80%的煤层气资源的高效开发产生巨大的推动作用,因而极具挑战性;(4)提出了勘探评价向控制高效优质储量精准选区转变、产能建设由整体推进向寻找高效区开发转变、工程技术由改造向疏导转变的技术策略。结论认为:(1)煤层气开发的必由之路应遵循强化问题意识,持续创新思维,科学制定战略思路,做好开发建设顶层设计,实现高效建产开发;(2)具体工作中,需要重点解决好高效产能区块的选择、工程技术手段的优选、运行成本的降低等3个关键问题。