山西沁水盆地煤层气产业发展规划研究

本文根据沁水盆地煤层气储层特征和资源禀赋,分析了沁水盆地煤层气产业化发展的有利条件,有针对性地提出沁水盆地煤层气产业发展的重点、方向和建议。     

沁水盆地煤层气L型水平井钻井工艺关键技术研究

针对我国能源短缺、高瓦斯煤矿开采危险以及降低碳排放等热点问题,开发利用煤层气资源受到广泛推广。通过现场工程实践,以沁水盆地赵庄区块某口水平井为例,根据地层实际情况主要对煤层气L型水平井的钻井施工工艺、井身结构、钻井液、煤层保护、定向技术等几个方面进行了研究,并且在山西沁水盆地煤层气的开采中得到了广泛应用,为以后煤层气的开发提供了有效可靠的方法。     

山西沁水盆地煤层气勘探方向和开发建议

通过研究近几年沁水盆地煤层气的资源、地质、储层成果,剖析山西组3号煤层和太原组15号煤层性质差异及其根源,分析煤层气勘探开发生产状况,进一步论述了当前沁水盆地煤层气勘探开发所存在的问题,认为沁水盆地是我国煤层气勘探开发投入工程量最多、研究程度最高、产量最大的盆地。提出沁水盆地已经具备作为整装特大型天然气田开发的条件,应该集中力量加快3号煤层煤层气勘探力度,积极研发15号煤层煤层气开发技术,争取到“十二五”末,煤层气探明储量达到8000亿m^3,建成年产量50亿m^3煤层气生产基地。     

沁水煤层气田樊庄区块直井产出特征及排采控制方法

沁水盆地樊庄区块煤层气开采已初具规模,目前最早投产的煤层气井生产时间已接近4年.通过生产动态数据的跟踪分析,结合本区煤层储层特征,对该区煤层气井的排采特点有了一定的认识,并将煤层气井的生产过程划分为五个阶段,制定了相应的排采控制方法,为樊庄区块生产井管理提供了理论依据.     

沁水盆地煤层气田集输系统建模方法综述

随着人类可用资源逐渐减少,已运行数年的沁水盆地煤层气田产气量成为了人们关注的问题,因沁水盆地特殊的地理地势以及现有气田集输系统的局限,导致煤层气开发难度大,且大量开采出的煤层气到达地面后无法有效收集而白白散失掉。本文总结了近年来沁水盆地各区块的发展概况以及集输工艺现状,在分析了众多气体管网模拟软件后选择了我国自主研制的RealPipe气体管道仿真软件,提出了建立煤层气田管网模型的主体思路,和后期对集输系统的优化方向。     

沁水盆地走滑构造控气作用分析

为研究走滑构造特征及其对煤层气成藏特征的影响,以沁水盆地南部沁南区块地震、地质勘探资料为基础,分析并研究了盆地内部走滑构造的特性。分析结论表明:沁水盆地内部及其周缘存在不同规模的走滑构造,盆地内煤层气与游离气赋存富集程度受到走滑断裂带的控制。     

沁水煤层气田樊庄区块产能影响因素分析

通过跟踪和评价沁水盆地煤层气田樊庄区块产能建设实施,对煤层气井产能影响因素开展了持续分析工作,确定煤层气产能主要受控于煤储层含气量、渗透率,明确樊庄区块地质构造和工程条件是影响产能的关键因素,而水平井产能又受分支产状的制约。     

基于地质主控因素的沁水盆地煤层气富集划分

在沁水盆地煤层气储层已经总体上具有“先天”优势的情形下,从外在地质因素主控特征的角度,基于控制沁水盆地煤层气富集特征分异的关键地质因素--构造、热力场和水动力等的综合分析,对该盆地煤层气的富集类型划分进行了研究.研究结果表明,以沁水盆地构造区划特征为基础,沁水盆地的煤层气富集主要存在3种模式,可主要划分为6种富集类型,5个煤层气有利富集区域分别显现出不同的地质主控特征.     

郑庄区块煤层气储层特征分析

郑庄区块是沁水盆地主要的煤层气勘探开发区块,该区块煤层厚度大、展布稳定、含气量高、储层压力大,为煤层气的勘探开发提供了较好的物质基础。通过对郑庄区块已施工的煤层气参数井和生产井的煤层厚度、孔渗、储层压力、含气量统计分析,梳理了区内煤层展布规律以及煤层气储层的关键控制参数,以期为该区煤层气的深入高效开发提供参考。     

国内煤层气地面集输系统现状及简析

本文通过对山西沁水盆地樊庄区块、郑庄区块、潘河和潘庄区块,韩城鄂东煤层气田、柳林煤层气田及山西宁武盆地煤层气田地面集输工艺和韩渭西、临县-柳林-临汾煤层气管道的分析说明,总结了我国煤层气田开发的部分经验,同时提出了具体的措施和建议,希望能对今后煤层气工程的建设提供一定的借鉴。     

山西沁水盆地柿庄北地区煤层气潜力

本文是在二维地震和煤层气参数井勘探成果的基础上,对沁水盆地柿庄北区块的石炭-二叠系煤系地层进行了广泛的评价。地质背景调查与煤储层分析结果表明该地区具有地质构造简单、煤层发育稳定、煤层气含气量高而饱和度适中的特点。根据本次工作所确定的煤层气估算资源量为402.93亿m3,并通过对本区以往勘探成果的阐释,从而有助于确定该地区煤层气资源的商业开采潜力。     

高煤阶煤层气富集机理的深化研究

高煤阶煤层气资源相对丰富是中国煤层气资源的重要禀赋之一,实现高煤阶煤层气大规模商业化开发突破是中国煤层气产业的世界贡献.以沁水盆地为代表的高煤阶煤层气生产基地是目前中国煤层气产量的主体来源,基于沁水盆地等高煤阶煤层气勘探开发工程实践数据和大量研究工作积累,开展了高煤阶煤层气富集机理的系统深化研究.研究工作表明:区域岩浆...     

高煤阶煤层气扩散-渗流机理及初期排采强度数值模拟

为了分析排采控制对气井产能的影响,以沁水盆地南部煤层气藏为例,应用分子动力学、岩石力学理论,分析了高阶煤层气扩散、渗流机理;应用Simed软件,分别采用不变渗透率、应力敏感以及考虑割理压缩率变化的S-D渗透率模型,进行了不同煤体结构高阶煤层气井初期排水强度数值研究。研究表明:解吸、扩散、天然裂缝渗流以及压裂裂缝导流等环节需协调作用,才有利于产气;随着排采的进行,扩散系数会逐渐增大,而压裂裂缝导流系数会因有效应力作用、煤粉堵塞等因素而降低;渗透率是影响研究区气井产能的关键因素,渗透率高的产气效果好;构造煤对于初期降液速率较敏感,对较高的导流系数不敏感;原生、碎裂煤对初期降液速率不敏感,但对导流系数较敏感;低渗煤层气井宜采用较低的初期降液速率;高渗煤层气井可以采用较高的初期排采强度持续排出水和煤粉。     

煤层气资源可动用性定性/半定量评价方法研究

煤层气资源可动用性是指由煤层水文地质条件和煤层压裂改造条件共同决定的煤层气资源开发动用的难易程度,煤层气资源可动用性评价与煤层气储集条件评价构成煤层气资源可采性评价的两个重要方面。通过沁水盆地柿庄区块和寿阳区块排采效果差异的分析对比,从煤系地层含水性、断裂构造、地应力状态和煤层与围岩的岩性组合4个方面深入讨论煤层气资源可动用性的评价问题,进而提出煤层气资源可动用性定性/半定量评价方法。研究表明:煤系地层的含水性对区块整体的煤层气资源可动用性影响很大;断裂的天然水力连通作用降低了井筒-压裂煤层系统的封闭性,导致断裂附近的煤层气资源可动用性弱,且煤系地层含水性越强,断裂附近煤层气井高产水的风险就越大,煤层气资源的可动用性就越弱;煤层所处的地应力状态和围岩的岩性组合共同构成井层煤层气资源可动用性的客观条件,地应力状态影响人工压裂缝的方位,对可动用性产生重要影响,而煤层与围岩的岩性组合客观上决定煤层气的可动用性,但结合应力状态、水平应力强度和压裂规模的综合分析,才能做出更科学的判断。煤层气资源的可动用性评价方法基于层次分析的思想,综合考虑了煤系地层含水性、断裂、地应力状态和煤层与围岩岩性组合4个方面,可应用于煤层气选区评价和井层优选。     

沁水盆地樊庄北部构造特征与煤层气富集

樊庄区块位于沁水盆地南部,地层自下向上依次有本溪组、太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组和石千峰组,其中太原组15号煤和山西组3号煤是区内可采煤层,也是煤层气开发的目的地层。本文通过樊庄北部三维地震解释成果,利用导向滤波、相干属性等手段,对区内断层、褶皱、微构造、陷落柱精细刻画,对煤层构造、埋深、厚度、含气性有了更全面的认识,揭示了区内发育多期褶皱断层复合叠加带,陷落柱聚集和带状分布特征,地下水由西南片向东北片不断运移,影响了不同流经区域的产气量,综合以上分析,认为构造是樊庄北部煤层气富集的主要影响因素。     

多层叠置煤层气系统合采方式及其优化

针对"多层叠置煤层气系统"这一特殊煤层气成藏模式,自主研发了多层叠置煤层气系统合采试验装置,并取得:(1)开展了储层气压分别为1.0,1.4,1.8和2.2 MPa条件下4层叠置煤层气系统常规合采试验,发现在合采过程中,气体由高气压煤层通过合采井筒流向低气压煤层,抑制了低气压煤层气体的产出,不利于煤层气的合采;(2)通过优化不同煤层产气时间开展了递进合采试验,有效避免不同煤层之间发生气体倒灌现象,使得最低储层气压煤层采收率和整体采收率分别提高了6.5%和1.3%;(3)递进合采能降低高储层气压煤层产能贡献率同时提高低储层气压煤层产能贡献率,使得产能分配更加合理;(4)叠置煤层整体差异系数呈先升后降的变化趋势,表明优化前后两种合采方式差异随着合采的进行处于动态变化之中,在合采中期达到最大,在合采后期略有下降。     

深部煤层气异常地质特征及开发技术探讨

针对沁水盆地深部煤层气地质与储层认识不足、开发措施还在探索阶段等现状，以寿阳区块15煤为研究对象，探讨了深部煤层气地质特殊性及开发对策。研究区15煤层发育稳定，煤层厚度基本在3m左右|煤层含气量大部分在10～12m3/t，纵向上受煤层埋深和变质程度的双重影响，含气量在埋深大约1200～1500m出现临界点后随深度增加逐渐降低。与其他深部地区“三高”特征不同，15煤深部储层表现为低压、高应力、中等地温的特征，属比较严重的低压力梯度和低地温梯度范畴。煤储层渗透性为高孔低渗分类，渗透率一般0.01～0.1mD，渗透性主要受煤层埋深、地应力、煤体结构和孔隙特征影响。根据15煤低水分含量、高孔隙度以及生产井产气特征，认为游离气含量可能具有较大的占比。最后提出，单独开发15煤层时可采用顶板岩层水平井分段压裂方式或围岩多分支水平井方式，该技术已在盆地南部15煤取得了产气突破|15煤层及9、3煤层多煤层开发时可采用围岩与煤层合压的垂直井方式，并对开发工程中的增产和排采工艺提出了相应的建议。     

黔西都格井田煤层气储层特征及可采性

为预测评价黔西都格井田煤层气资源的可采潜力,推进黔西地区薄至中厚煤层群发育条件下的煤层气勘探开发工作,基于在该井田内实施的煤层气井所获得的地质资料,分析了可采煤层和顶底板发育条件、储层压力、含气性和孔渗性等重要储层地质特征,利用等温吸附曲线、相似地区储层类比和实际排采结果拟合等方法预测了煤层气可采性。结果表明:都格井田可采煤层含气量为3.94~29.95 m3/t,平均12.48 m3/t,含气饱和度平均为60%,煤储层以常压为主,含气饱和度较高,并有含气量高、孔渗性好的特点。通过等温吸附曲线法、类比法、排采试验数据拟合等3种不同方法预测都格井田可采系数分别为:0.49~0.68,0.40~0.53和0.41,综合评价可采系数为0.41~0.68,说明了井田具有较好的煤层气开发条件和可采性。     

鄂尔多斯盆地低变质煤的煤层气抽采潜力-以彬长大佛寺矿为例

鄂尔多斯盆地低变质煤的煤层气资源量丰富,部分地区的煤层气勘探已显示出较大潜力。彬长矿区大佛寺矿属于高瓦斯矿井,矿井瓦斯涌出量高达155.49m3/min。大佛寺矿主要为低变质的长焰煤,煤层发育,目标煤层稳定,厚度大、埋藏浅,气含量相对较高,煤层气资源量丰富,地面煤层气抽采潜力大;主要目标煤层透气性系数高,属于可以抽采煤层,井下采煤工作面瓦斯抽采率超过73.2%,地面煤层气抽采气井产气量达到工业气流,均显示出较好的抽采潜力。     

延川南地区煤层气资源潜力分析

延川南地区是鄂尔多斯盆地石炭-二叠系含煤系的主要分布区,本文通过研究延川南地区的主力煤层厚度、埋深、煤岩煤质特征及演化程度、煤层吸附性、煤储层物性及含气性、煤层气保存条件等因素,认为延川南地区煤层层数多、主力煤层厚度大、储层含气量高、顶底板封盖性能好、构造简单等特点,具有很好的煤层气富集成藏条件,是中高煤阶煤层气勘探有利目标区。并通过与已获得较好煤层气勘探开发先导试验效果的大宁-吉县和韩城地区的对比。认为延川南地区具有较高的煤层气勘探开发潜力。