黔西小屯井田煤层气多层合采产层组合优化

贵州小屯井田龙潭组煤系具有煤层数量多、煤层间距小、煤层厚度薄等特点,煤层气开发需以多层合采为主要方式;与单一厚层状煤层相比,多煤层合采易发生层间干扰,影响合采效果及资源动用程度。基于小屯井田钻孔岩性与含气性分析,识别出有利、较有利与不利3种煤岩层组合类型,考查各煤层厚度、埋深、含气量等特征,对比各煤层的煤层气资源条件,综合考虑储盖组合、含气性、渗透性、储层压力、地应力等因素,划分出Ⅰ(6_上煤+6_中煤+6_下煤)、Ⅱ(7煤)、Ⅲ(33煤+34煤)共3套叠置煤层气系统;在此基础上,优化合采产层组合,并确定有序开发模式为优先开发上部产层组合(6_上煤+6_中煤+6_下煤),其次为下部组合(33煤+34煤),最后考虑经济与时间成本确定是否单独开发7煤;确立了资源条件分析-含气系统划分-产层组合优化的多-薄煤层发育区煤层气合采层位优选思路。     

多煤层区煤体结构测井解释模型构建

煤体结构是多煤层煤层气勘探开发中主力产层优选及产层优化组合的关键约束条件,精确识别煤体结构显得尤为重要。大多数测井解释模型为针对单一厚煤层的解释,对于煤层层数多而薄的多煤层地区的研究较少。以云南雨旺区块多煤层区为例,提出了多煤层区煤体结构测井解释模型构建方法。①煤层煤体结构GSI赋值。首先通过实地取芯分析,将多煤层样品煤体结构具体分类,并分别进行地质强度因子GSI赋值,量化取芯煤体结构;②皮尔逊相关性分析。采用多条测井曲线进行纵向和横向相关性矩阵分析,筛选出相关度最高的自然伽马(GR)、补偿密度(DEN)、井径(CAL)和深侧向电阻率(RD)等曲线;③聚类验证。进一步采用嵌套K-means算法的K均值聚类方法对提取出的敏感测井曲线进行煤体结构验证并寻找相关规律;④煤体结构测井解释模型构建。完成有效性验证后,构建多煤层煤体结构识别的测井解释模型,根据模型计算获得的煤体结构指数大小进行煤体结构的精确识别。采用该计算模型对雨旺区块中北部多煤层进行了垂向和平面的煤体结构识别,垂向上,多煤层煤体结构自上而下由简单变复杂,Ⅲ类煤逐渐增多。平面上,上部主力煤层7+8号煤层煤体结构以Ⅱ类煤为主,YW-05井附近煤体结构较好,以Ⅰ类煤为主,其次为东南部,东北部煤体结构较差,接近于Ⅲ类煤;下部主力煤层19号煤层以Ⅱ类煤为主,但在西南部有少部分Ⅲ类煤,Ⅰ类煤主要集中在YW-05井附近,其余部分以Ⅱ类煤为主。识别结果准确性较高,且模型需要的测井曲线容易获得,模型简单易于计算,可满足多煤层煤层气勘探开发的实际需求。     

雨旺区块煤层气水文地质特征及开发潜力评价

煤层气井产出水作为排采的直接产物,蕴藏着丰富的地球化学信息,系统研究产出水化学特征对揭示地层水环境及查明多煤层独立含气系统具有重要意义。基于研究区地质勘探成果,提炼出不同层段富水性、水化学特征、流体承压状态等各类关键地球化学信息,分析了滇东雨旺区块上二叠统煤系地层不同层段的水文地质特征,发现在垂向上可能发育有至少两套叠置独立含煤层气系统。在此基础上,运用层次分析法评价了不同层段的煤层气开发潜力。研究结果表明:煤系地层中段有潜力成为煤层气开采的优选层段,为后期煤层气重点层段高效开发提供理论支撑。     

阜新刘家区薄煤岩互层煤层笺开发研究

煤系的层序组合是影响煤层气富集的主要因素之一,薄煤岩互层是层序组合的一种类型。本文通过对刘家地区薄煤岩互层区域煤层顶底板岩性及煤层单层厚度的统计分析和探讨,结合刘家地区同类型井生产情况,进行初步对比研究,以便指导相似地区煤层气的部署及有效开发。     

新疆阜康地区多煤层组合条件下开发层段评价优选

多煤层地区优势开发层段评价以及优势组合层段选取是决定煤层气资源动用率、开发经济效益的重要工作。从煤储层可改造性和排采关键参数出发,优选煤岩力学性质、有效压裂厚度、煤体破碎程度、临储压力比和试井渗透率5个评价指标,利用模糊数学层次分析法优选甜点层段。考虑资源适配性、层间兼容性和排采稳定性,选取煤层相对埋深、含气量、临储比、储层压力梯度和渗透率5个关键参数,采用聚类分析对优势产层组合关系进行探讨。评价结果显示:以潜力值U0.75为节点可优选出A2,A5,39,41,42共5个甜点层段,资源配置优,渗透性好,可改造性强;优选出A3～A4,A7～A8和41～42共3套优势组合层段,组合层段间具有相似的渗透率、压力梯度以及临储比,排采过程中易达到生产"同步",评价优选结果与气井产能特征基本一致。进一步结合排采特征分析认为,多因素的耦合作用是四工河矿区煤层气井的主要控产机理,生产部署应着重考虑构造部位、埋深特征,首当考虑优势单煤层开发(A2,A5煤),多煤层优势组合多为低潜力煤层(A3～A4,A7～A8煤),可于开发后期进行开发部署;白杨河矿区煤层气井产能整体受控于煤体结构、多煤层排采组合以及生产井型,应在充分考虑煤体结构的非均质性以及煤层发育的不连续性的基础上,规避碎粒、糜棱煤发育区,对优势单煤层开发(42煤等)的同时可兼顾优势煤层组(41～42,39～41～42煤)合层排采,提高煤层气资源动用率。     

樊庄区块煤层气开发地质类型与开发技术模式

针对樊庄区块3号煤层划分为4类地下水补给类型以及6类开发地质类型情况,提出并探讨了该区块煤层气开发技术模式。研究认为,供给型难解吸储层有越流补给,且渗透率较高,适合大间距井网、小规模压裂和高抽油机冲次;补给型难解吸储层地下水流体势较低,可采用大间距井网、大规模压裂和高抽油机冲次;半封闭型难解吸储层补给水量较小且持续性好,适合于小规模压裂、高抽油机冲次;半封闭型易解吸储层补给水量较小且持续性差,可采用大规模压裂和高抽油机冲次;封闭型易解吸储层地下水流体势较高,适用于大规模压裂和低抽油机冲次;封闭型难解吸储层渗透率过低,可采用大规模压裂、小间距井网、低抽油机冲次。     

煤层气井储层气水产出互补性及提产措施探讨

为提高煤层气井的产气量,需尽量扩大煤储层的有效压降半径。通过分析煤层气井排采过程中产水产气的互补性变化规律,以贵州多煤层开发井组和山西单一煤层开发区块为例,分析产水对产气的影响,提出煤层气井提产增效的对策。结果表明:煤层气井见套压前后气水产出比发生变化,具有明显的互补性变化规律;单一煤层及多煤层开发的煤层气井均发现压裂液返排率越高,总产气量和平均产气量越高;受地层能量和渗透率的影响,煤层气井压裂液返排率随埋深的变化出现转折,转折深度为该井区煤层气井合适的压裂深度;为尽量扩大煤层气井的有效压降半径,应尽量减小排采过程中的渗透率伤害,避免煤粉颗粒对孔裂隙通道的堵塞。     

铁法煤田大兴井田煤层气储气层特征

铁法煤田大兴井田共含煤20层,呈北北东向的条带状分布,煤层比较稳定,煤层气资源丰富。本文通过对煤储层特征即煤层结构和割理密度、割理的组合类型分析,再结合煤层气含量及其控制因素、煤层渗透性和煤储层压力、煤的吸附性综合分析及水文地质条件等资料,选择较为有利的区块,进行小规模的生产试验,为以后的煤层气开发,提供可靠的理论支撑。     

地震属性在煤层气开发有利区块优选中的应用

为了在煤层气开发中优选有利区块,通过正演模拟,明确了最大振幅与煤层厚度相关性,从而划分了煤层较厚区域以及顶底板泥岩较发育区,并综合利用相干、曲率、蚂蚁体等属性圈定了裂缝发育区。此外,正演分析验证了以均方根为代表的地震属性与煤层气含量有着较好的正相关性。最后,以煤层厚度、顶底板泥岩发育条件、裂缝发育条件、煤层气富集性为基本条件,确定了研究区内的Ⅰ类和Ⅱ类有利区块,以便于在后期设计开发井位,进行煤层气抽采。     

白庙预查区煤岩层对比分析

采用标志层岩性特征、岩煤层组合、古生物化石组合、层间距、煤层煤质特征、测井曲线物性特征、煤组对比等方法,对白庙预查区的煤岩层进行了对比,在此基础上详细划分了地层,重点进行了煤层煤段的划分。     

深部煤层气勘探开发进展与研究

我国煤层气资源主要分布于深部。鄂尔多斯、准噶尔等盆地部分煤层气井勘探成功表明深部煤层气资源在含气量、含气饱和度、储层压力及临界解吸压力等关键参数方面较浅部有利,开展深部煤层气研究及勘探是重要前瞻性课题。鄂尔多斯盆地东南缘延川南煤层气田的勘探,尤其是万宝山构造带延3井组的成功开发是我国深部煤层气开发获得突破的1个典型实例。一般来说,影响深部煤层气开发的因素较复杂,是一个系统工程,通常可以将这些因素划分为资源地质条件和开采技术条件两大类。延川南煤层气田开发的经验表明,影响深部煤层气井产能的主要因素是受地质条件控制的压裂技术与排采技术,提高深部煤层气单井产量的途径是做好富集高渗区选区评价和预测,加强以压裂为核心技术的工程工艺攻关研究及做好排采管理。     

煤层气井高产水对排采产气的影响及预防措施(增刊)

L区块位于鄂尔多斯盆地东南缘,目前处于大井组试采评价阶段,有排采井100余口,其中部分煤层气井排采产水量高,造成液面下降困难、修井作业频繁,导致了排采产气效果不理想。本文深入分析了影响煤层产水的主要因素,5#煤层及顶底板含水性弱,产水量低, 8#煤层顶板存在局部高含水灰岩,通过压裂进一步沟通后是形成高产水井的主要原因。在对8#煤层顶底板含水性识别分析的基础上,采取了差异性的地质选层和压裂工艺等措施。这些认识和措施应用在试采井组生产中,排采实践证实高产水井的数量得到了有效控制,单井平均产水量大幅降低,取到了较好的效果。     

煤层气开发解吸系统及其开采特征

煤层气开发靠排水降压采气,解吸系统的划分有利于提高煤层气田整体开发效果。笔者根据我国复杂断块气田地质特征为主的煤层气开发现状分析,针对不同气藏地质条件和由开采工艺造成的不同开采效果,将纵向上开采中能形成相互干扰的一套煤层或多套煤层,平面上一个断块或多个小断块、小圈闭,通过断层、陷落柱、煤矿采空、采动区应力释放或通过煤层压裂、煤层钻水平井等将煤层沟通,形成开采中井间干扰的地区划分为同一个解吸系统。通过典型解吸系统开采特征分析,认为以解吸系统为开发单元：有利于在煤层气开发中合理划分开发层系和开发单元;有效整体控制各井降液速率,实现构造高部位井以产气为主,低部位井以排水降压为主;有利于进行开发动态分析与开发方案调整;有利于优化井位部署,提高煤层气采收率和开发效果。     

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。     

余吾矿煤层气井产能主控因素分析

查明余吾矿煤层气井产能的主控因素，可为进一步勘探开发提供指导。根据该矿已有的煤层气勘探开发井资料，从资源开发条件、钻井的井径扩大率、压裂改造效果、排采工作制度等方面分析了关键参数与日产气量的关系，得出了该区煤层气井产能的主控因素。结果表明:煤储层原始渗透率、临储压力比、含气饱和度是该区煤层气井产能的储层地质控制因素；钻井的井径扩大率、压裂改造效果是影响该区煤层气产能的工程控制因素；排采工作制度与产能之间关系不密切。当煤层段煤体结构复杂或碎粒/糜棱煤所占比例较高时，优化钻井参数或改善钻井液性能、优化压裂工艺参数与煤层的匹配性，是实现该区煤层气井产能最大化的重要保障。研究结果为该区煤层气井开发工程指明了方向。     

白杨河矿区煤层气丛式井钻井难点及对策研究

新疆阜康市白杨河矿区煤层气开发利用先导性示范工程是新疆第一个煤层气示范工程项目。白杨河矿区总体构造为向南倾斜的单斜构造,地层倾角大,煤层多且间距大。该示范工程开发方案主要井型为丛式井。经过多年钻井实践,丛式井钻井技术在鄂尔多斯盆地东缘煤层气区块已经非常成熟,初步形成了一套适合该地区煤层气开发的丛式井钻井技术。由于白杨河矿区地质条件与鄂尔多斯盆地东缘各区块相比差异大,特别是存在地层倾角大、煤层多且间距大等地质特点,因此不能完全照搬原有的丛式井钻井技术。本文依据白杨河矿区地质资料,分析了白杨河矿区煤层气丛式井钻井难点,对解决该区块钻井难点的技术对策和攻关思路进行了总结与阐述,初步形成了一套适合白杨河矿区大倾角厚煤层的丛式井钻井技术。     

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。     

原始煤层压裂井采气中的技术管理

本文结合铁法煤田现有的8口原始煤层压裂井采气方面的经验教训,参照国外煤层气开采的成功经验,对原始煤层压裂井采气的技术管理提出了相应观点,为今后铁法煤田原始煤层压裂井大力推广应用奠定了技术管理基础。     

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。     

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。