基于常规测井资料的煤储层综合评价技术研究

煤储层具有很强的非均质性,准确地把握煤岩特征对后期的开发至关重要。基于鄂尔多斯盆地韩城地区常规测井资料,结合煤岩岩芯测试资料,在对煤岩工业组分定量评价的基础上,运用线性回归法建立经验公式以及相应的测井解释方程,对煤岩的显微组分、工业组分、含气量等进行了定量计算。     

韩城煤层气田11号煤层产出水越流补给主控因素研究

韩城煤层气田是鄂尔多斯盆地东缘重要的煤层气生产区,统计发现开采上古生界二叠系太原组11号煤层总井数14%的煤层气井日产水量大于25m3,其排采特征表现为高产水且动液面不降。11号煤层下伏含水砂岩层中的水通过人工裂缝越流补给煤层,导致该井排采产水量较高。首次提出11号煤层产生越流补给水的主控因素是关键层厚度和净压力,并提出发生越流补给的双因素模型。关键层厚度小、净压力大,易形成裂缝沟通下伏高含水砂岩层,导致后期单井排采产水量高,无法有效排出煤层水形成有效降压面来取得稳定高产气量。首次结合井温测试结果,运用灰色系统中的GM(1,N)模型对软件模拟裂缝高度进行校核,形成了最终校核公式。对现场10口井11号煤层进行了人工隔板封堵下伏含水砂体,封堵有效率达到了100%,封堵应用效果较好。     

陆相混积细粒储集岩岩相构型及其对甜点的控制作用

就陆相中高成熟度混积型页岩油开发而言,岩相对甜点的控制作用还不明确。以准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组为例,利用岩相构型分析、无人机倾斜摄影和三维地质建模等方法,结合岩心、露头、测井、分析化验和试油动态等资料,开展了岩相构型对甜点控制作用的研究。结果表明,把传统人工考察与无人机倾斜摄影技术结合起来,从井点设置、岩相参数定量刻画、格架模型和三维岩相原型模型建立等方面出发,可以表征芦草沟组露头剖面岩相构型三维空间分布特征。混积细粒储集岩岩相构型组合主要有渐变型、突变型和特殊型3类：渐变型砂体发育程度较高,形成上、下对称状岩相构型,常表现为多个相似旋回的叠置,烃源岩优质,储集层溶蚀孔隙发育,是优质甜点;突变型砂体发育程度一般,形成非对称状岩相构型,常呈多个相似旋回的叠置,烃源岩较为优质,储集层厚度薄;特殊型属于厚层碎屑岩类型,砂体发育程度高,呈单一旋回砂体叠置,储层较为致密,为相对优质甜点。储集岩岩相构型控制了甜点分布,并影响着开发部署策略。渐变型甜点发育程度高,非均质性弱,开发效果最好,采用大规模水平井平台化作业进行效益开发;突变型非均质性强,开发效果一般,是后续接替区域;特殊型整体呈分散状,连续性较差,非均质性强,需精细研究岩相构型空间分布,结合核磁共振法所测的物性参数和含油气性参数部署水平井开发。     

中国煤层气勘探开发工程技术进展与发展方向

受美国、加拿大、澳大利亚等国家煤层气快速发展的影响,加之国家出台了一系列优惠扶持政策,我国的煤层气业务得到了一定的发展,但工程技术难题在很大程度上影响和制约着我国煤层气勘探开发的快速推进。为此,总结了近年来中石油煤层气有限责任公司、中联煤层气有限责任公司等相关企业在煤层气工程技术方面的攻关成果与技术进展,包括煤层气地质综合评价技术、煤层气钻完井技术、煤层气压裂改造技术、煤层气排水采气技术、煤层气地面工程技术等;进而明确提出了涉及上述5方面技术的下一步发展方向和研究目标。     

基于常规测井资料的煤层岩石参数解释方法

基于常规测井资料的煤层岩石参数解释方法,在分析煤层及其特征的基础上,优选了计算煤层岩石参数的模型,提出了根据室内岩心测试结果转换动、静态弹性参数的手段,建立了利用压裂施工资料反演煤层构造应力系数等的最优化模型和算法,从而形成了经济实用的煤层岩石参数解释方法。鄂尔多斯盆地韩城区块的应用情况表明,该方法可准确可靠地解释泊松比、弹性模量、抗张强度、三向应力、破裂压力等煤层岩石参数,能满足煤层气资源评价、钻井、增产、排采等各环节的需要。     

同心双管柱受力分析及变形计算

在油气井冲砂、排酸等井下作业中,同心双管柱具有广阔的应用前景。根据流体力学、弹性力学等理论建立了同心双管柱的力学、数学模型,比较全面地考虑了同心双管柱作业时受到的各种作用因素,推导出同心双管柱变形量的计算方法。计算结果表明,同心双管柱在压差、浮重、摩擦力、温差和膨胀综合作用下发生变形,对其使用和安全性能产生影响;在实际工程中,由于套管和管柱的摩擦作用以及井斜角的影响,同心双管柱的实际变形量要小于理论计算值;当外油管缩短内油管伸长达到一定值时,内油管发生屈曲变形,需要做管柱的变形补偿设计。     

储层损害矿场评价技术及其应用

通过对试井资料解释所获得的总表皮系数进行分解,得到了反映地层真实损害程度的地层损害表皮系数.采用地层损害表皮系数、措施增产率及损害半径作为储层损害矿场评价参数.利用储层损害矿场评价软件,对轮南L井进行了定量评价.结果表明,该井测试层段损害严重,通过采取适当的增产措施消除损害表皮后可使产量得到大幅度提高.     

水岩反应中泥质夹层生成固相微粒的实验研究

在煤储层地质条件和煤层气开发工程的双重控制下,以煤粉为主的固相微粒生成和运移对煤层气井连续稳定排采的制约作用尤为严重。为查明复杂煤层结构对煤层气开发中固相微粒生成规律的影响,以叠置发育煤层和泥质夹层的岩芯样品为研究对象,应用单相液流岩芯驱替仪,开展了水岩反应物理模拟实验,对比分析了在不同浓度的KCl溶液环境中泥质夹层与煤层生成固相微粒的数量、类型、运移特征及其对玻璃珠层导流能力的伤害程度。结果表明:在相同的物理模拟实验条件下,与煤层相比,泥质夹层在水岩反应中易于生成数量更多、粒径更小的黏土矿物型固相微粒;KCl溶液浓度影响着泥质夹层中固相微粒的产出规律,低浓度的KCl溶液与泥质夹层会发生高强度的水岩反应,从而使固相微粒的生成量和迁移率增大;固相微粒的黏滞状态会伤害玻璃珠层的导流能力,随着溶液浓度升高,固相微粒的生成强度和运移距离减小,渗透率降低幅度的波动变化持续时间相应缩短。结合渭北石炭—二叠纪煤田韩城矿区煤层气开发实践研究认为,以复杂结构煤层为煤层气井排采对象会使煤中夹矸的层数增加、厚度变大、岩性多样和矿物复杂,这将导致泥质夹层等敏感岩层的矿物组分和岩石结构稳定性因水岩反应和应力破坏的综合作用而相应降低,造成煤储层固相微粒的产出类型趋于复杂多样化,使固相微粒的生成强度升高和运移距离增大,进而引起更加严重的储层伤害和频繁发生的设备故障,直接影响着煤层气井排采效果。通过查明煤层气井开发层内夹矸的空间发育特征、敏感矿物类型及其含量,可在钻井、压裂和修井等生产环节中适当使用防膨剂和稳定剂来降低黏土矿物的膨胀分散程度、增强煤岩表面疏水性和提高煤粉在裂隙面的黏附力,以此减少固相微粒的生成量和迁移率,从而有效防治煤储层固相微粒的产出问题。     

鄂尔多斯盆地合阳地区煤层气赋存特征研究

鄂尔多斯盆地合阳地区是我国煤层气勘探的重要区块,在该区进行煤层气赋存特征研究并预测煤层气资源量,对其进一步的开发十分必要。 为此,从地质条件、储层特征（煤层分布、煤层埋藏深度、煤岩特征、煤储层吸附性、煤储层压力、煤储层渗透性及煤层含气性）等方面入手,分析了该区煤层气的赋存特征。结果表明：该区煤层气的保存条件优越;主要含煤地层为二叠系山西组和太原组,含煤层 11 层,可采或局部可采煤层 4 层,煤层累计厚度为 11 m 左右,主力煤层为 5 号煤层,单层厚度超过 3 m;煤质以中-高灰分、低挥发分的贫煤为主,受构造活动破坏的影响较小,煤岩的原生结构较完整,煤储层含气量高且吸附性强。煤层气资源量预测结果表明：该区煤层气主要分布在埋深小于 1 600 m 的范围内,煤层气资源量约为 442.72 亿 m³,其中埋藏深度小于 1 300 m 的煤层气资源量约为 335.01 亿 m³。 由此可见,合阳地区煤层气具有很好的勘探开发前景。