煤粉源集合体对水力压裂效果的影响

煤粉颗粒在压裂液中发生"造浆"及"聚集"作用是影响煤层气藏水力压裂效果的关键.构造煤粉源集合体对压裂效果影响显著,研究结果表明:原位状态下,煤粉以构造煤粉源和原生裂缝煤粉源集合体两种形式赋存.前者体积在20~30m3之间,呈顺层和断层两种产状,其明显受煤储层小微构造的控制;后者规模很小,主要分布在内生裂隙缝间,其受煤变质程度和煤岩类型影响.煤层气完井期间,井筒附近构造煤坍塌扩径,构造煤粉源卸压膨胀,煤粉颗粒启动难度降低;压裂期间,在压裂液动压、紊流搅动作用下,煤粉颗粒均匀混合在流体中形成浆体;排采期间,回排的压裂液中煤粉含量较高,导致气井近井部位压裂裂缝及炮眼较早地堵塞,气井减产.而原生裂缝内煤粉在压裂液中通过颗粒疏水相互作用发生聚集,在压裂裂缝内形成堵塞,但堵塞程度较轻.稳定压裂液注入排量、减小流速,利用煤储层小微构造解剖技术预测构造煤粉源集合体发育部位能够降低近井部位堵塞的风险,改善水力压裂效果.     

不同原生裂缝壁面特征对煤储层压裂造缝影响的对比分析

为了准确认识原生裂缝壁面特征对煤储层水力压裂效果的影响,基于对沁水盆地南部8口煤层气井附近原生裂缝壁面特征以及其压裂效果的解剖观测,对2口典型煤层气井F1和F2附近的原生裂缝壁面特征进行了观测和对比:F1原生裂缝壁面相对曲折、粗糙以及次级裂缝发育,F2则反之。对2口煤层气压裂井开挖解剖发现:煤储层压裂裂缝形态比压裂理论模型推算值及地面监测值更为短而宽;原生裂缝壁面特征对水力压裂效果具有重要影响。研究结果表明:煤储层特有的原生裂缝壁面特征是造成实际的压裂裂缝更为短而宽的重要因素;不同的原生裂缝壁面特征通过影响压裂过程中流体压力降低梯度进而影响最终压裂效果。     

煤储层中压裂液滤失机理研究

煤岩中压裂液的滤失与煤中节理和微裂隙有很大关系。本文在剖析了经典滤失模型的基础上,对压裂液滤失与煤储层孔裂隙、渗透率之间的关系进行了研究。压裂过程中,压裂液延裂缝壁面向煤储层中渗滤,渗滤的主要通道为煤储层中的微小裂隙和主要裂隙壁面上的孔隙。煤储层的孔隙度是影响压裂液滤失量决定因素之一,基质渗透率、裂隙渗透率共同影响压裂液滤失速率。压裂实施过程中,压裂液的滤失并不是百害而无一利,只有通过压裂液的部分滤失,滤液才能进入主干裂缝附近的一些较小的微裂缝中,微裂缝之间相互连接,甚至延伸至主干裂缝,最终形成复杂的裂缝网络,这即为滤失向有效压裂转化机制。     

新疆阜康白杨河矿区急倾斜煤层的煤层气开发井型

为了提高新疆阜康白杨河矿区煤层气藏的开发效果,开展了急倾斜煤层条件下直井与顺层井的开发对比研究。分析了急倾斜煤层在垂直井与顺煤层井(直井段+增斜段+稳斜段)两种井型与井网条件下煤层气排采过程中的气水分异、固相物堵塞和压降传播特征及其对煤层气井产气量的影响。结果表明:垂直井在排采中存在明显的气水分异,固相物易集中汇聚并堵塞运移通道且储层压降传递缓慢,难以形成有效的井间干扰;而顺煤层井稳斜段的存在可有效减小气水分异对煤层气的排采负面作用,而且井筒与煤层较大的接触面积,固相物相对分散地运移至井筒,有利于煤层气水向井筒的运移,同时还可形成良好的井间干扰。认为顺煤层井对于单井及井组产量均有显著优势,更适于新疆阜康白杨河煤区急倾斜煤层的煤层气开发。     

沁南与鄂东原生结构煤岩压裂液滤失效应对比实验研究

本文选取沁南和鄂东煤矿大块原生结构煤岩,通过改进的滤失仪设备进行压裂滤失实验,实时观察滤失现象,测量滤失相关参数,定性与定量分析滤失效应。实验结果表明,在同等泵送压力条件下,煤岩滤失性能差异很大,沁南煤岩滤失要大于鄂东煤岩。对比煤岩的裂缝发育特征发现,煤岩的滤失很大程度上受煤岩节理裂隙发育特征的影响。煤储层作为裂隙性储层,在裂隙发育区,必须采取合理有效的手段降低滤失性能,为下一步煤层气勘探开发提供理论依据。