煤层气多分支水平井钻井技术探究

利用多分支水平井钻井技术来开发煤层气，可以提高单井的产量、降低钻井的综合成本。本文主要介绍了煤层气多分支水平井的主要特点以及煤层气多分支水平井钻井的几种主要技术。     

中阜新刘家区分支水平井技术可行性探讨

多分支水平井是指在主水平井眼的两侧不同位置分别侧钻出多个水平分支井眼,也可以在分支上继续钻二级分支,多分支水平井是煤层气高效开发方式的发展趋势,该技术在阜新刘家区煤层气勘探开发上会带来突破性进展。     

煤层气羽状多分支水平井生产预测研究

通过利用多分支水平井产能计算公式,结合煤层气特殊的吸附和运移机理,在羽状多分支水平井产能公式和相关辅助方程的基础上,根据物质平衡原理,预测煤层气开发指标,为制定合理的开发方案,优化煤层气的开采提供依据。     

煤层气多分支水平井分支间距优化研究

建立了非均质双孔介质煤层气储层多分支水平井开采的数学模型,模型中考虑了裂缝中气体的扩散和主支、分支井筒内压降的影响,分析了煤层气多分支水平井分支间距对产能的影响。研究表明：采用多分支水平井开采煤层气储藏时,给定井身结构条件下,存在最优分支间距,当分支间距小于最优分支间距时,实际控制面积小,峰值产气量和累计产气量小;当分支间距大于最优分支间距时,累计产气量降低,相同控制面积下采出程度降低;现场开采煤层气储层时,当最优分支间距较小时,相对而言实际控制区域内煤层气采出程度更高;本文计算条件下,煤层气多分支水平井最优分支间距为200-300m。     

煤层气洞穴井施工技术

我国的煤层气资源丰富,其资源总量与石油天然气相当,煤层气储量位居世界第三,可是煤层气钻井施工难度大,开采困难,以山西沁水盆地为例,地表水活跃,易井漏,砂岩硬度大,可钻性差,地层倾角大,井易斜,钻水平井时,水平段煤层易垮塌,而且,我国煤矿煤层气的特点是单井产量不高,必须采用特殊工艺井才能提高产量,实现商业开采,多分支水平井的应用解决了这个难题,而洞穴井作为多分支水平井的辅助井,在整个工艺施工中起到了决定性的作用。     

煤层气多分支水平井井筒压力及入流量分布规律

运用流体力学相关理论,结合质量守恒和动量守恒方程,推导考虑多分支水平井井筒内摩擦压降、加速度压降和混合压降的井筒压降模型,建立煤储层渗流与多分支水平井井筒内变质量流耦合的数学模型,并对其进行求解;在此基础上对煤层气多分支水平井主井筒及分支井筒的井筒压力及入流量分布进行研究。结果表明:开采期间,煤层气多分支水平井主支和分支井筒的压力均随距跟端距离的增大而增大,但主井筒压力增加的幅度越来越小;在开采前期,煤层气多分支水平井主井筒入流量分布曲线呈上凸趋势,在开采后期则呈下凹趋势;各分支井筒入流量在开采前期呈U型分布,在开采后期呈倒U型分布。     

两区复合煤层气藏多分支水平井压力动态分析

在综合考虑渗透率应力敏感效应的情况下,建立了一种两区复合煤层气藏多分支水平井的半解析模型。基于点源解、Laplace变换、Pedrosa变换、摄动变换、有限余弦变换、数值离散以及叠加原理,求解得到井底压力解,利用Stehfest数值反演的方法绘制了双对数坐标下的无因次试井动态曲线图并将流动形态划分为13个阶段;进行了敏感性参数分析,包括渗透率模量、多分支水平井的形状参数(分支井的长度、分支井距离和分支井个数)、内外区窜流系数和吸附系数、内区半径以及内外区流度比对压力动态曲线的影响。该半解析模型以及相关的结果分析对于更好地理解两区复合煤层气藏多分支水平井的流动特征具有指导意义。     

中国煤层气资源潜力及增产措施

中国煤层气资源潜力巨大,以华北和西北聚煤大区为主要煤层气富集区。通过总结国内外煤层气开发经验,指出了目前用于提高煤层气的主要增产技术,即丛式井与定向羽状水平井、水力压裂改造技术和注气驱替技术,这也是目前国内外煤层气开发单位集中力量重点研究的增产技术;最后对我国煤层气的勘探开发前景进行了展望。     

煤层气多分支水平井技术在ZP05-1H井的应用

ZP05-1H井是渤海钻探在山西沁水施工的一口煤层气多分支水平井,以ZP05-1H井的实钻资料和现场施工经验为基础,结合有关的理论进行了总结与分析,全面概括了ZP05-1H井钻井工艺的特点和成功的经验,深入剖析了钻井工艺中的不足之处。本文的主要内容包括井身剖面设计与轨迹控制、水平井与洞穴井对接、悬空侧钻分支井控制、井下仪器打捞等工艺。ZP05-1H井的钻井工艺不仅具有科学的理论依据,而且经过了现场的应用,证明其具有一定的参考价值和指导作用。     

煤层气水平井随钻地层判识技术研究

煤层气水平井是提高煤层气单井产量的有效技术措施，为确保煤层气水平井的有效钻遇率，需要进行随钻地层判识，进而对钻井施工过程实施地质导向。现有的煤层气水平井随钻地层判识技术大都以井下随钻数据进行分析，判识准确率有待提高。针对目前中国煤层气水平井钻井过程中普遍采用的仪器组合方式，在满足煤层气低成本开发的客观要求的前提下，选取了自然伽马、声波时差、补偿密度、补偿中子4个参数进行分析，采用支持向量机算法对上述测井参数进行归一化处理，根据随钻地层判识要求选择了符合条件的核函数，对相关参数进行了优化，通过对输出结果的分类实现了煤层气水平井随钻地层判识，判识准确度满足现场应用的要求。     

晋城矿区煤层气井完井工艺适应性分析

以晋城矿区垂直套管完井、U型裸眼井、U型套管压裂井等主要的完井工艺为研究对象,从设计、井身结构、抽采效果及成本等方面对其进行分析,提出当前晋城矿区煤层气井完井工艺须与煤矿矿井建设相结合的建议。     

我国煤层气勘探开发现存问题及发展趋势

针对我国煤层气开发的现存问题及发展趋势,从煤层气固溶体、煤储层多相介质、煤层气超临界吸附、低煤级煤含气量、煤储层多级压力降与多级渗流、水压与气压关系、动态渗透率等方面对我国煤层气基础研究薄弱环节进行了分析;从井间距、排采制度、钻完井增产改造、适应中国煤储层物性的开发工艺、平衡开发等方面对煤层气排采现存问题进行了评述。最后指出,我国煤层气勘探开发趋势是由中高煤级向低煤级储层、由浅部向深部、由单一煤层(组)向多煤层(组)、由地面开发向井地立体式开发、由陆地向海洋、由煤层气单采向煤层气与煤成气共采的方向发展。     

煤层气藏储层裂缝建模研究

针对煤层气藏储层天然裂缝发育,采用DFN离散裂缝网络模型的裂缝性储层建模方法和思路。以沁端区块煤层气藏为例,首先,建立了煤层气藏三维构造模型,在构造模型的基础上,利用序贯高斯随机建模方法,建立了煤层气藏基质属性模型,为裂缝模型的建立与离散粗化奠定基础。然后,以测井解释的裂缝密度、长度、倾角、方位等统计数据为基础,在地震裂缝预测的属性体约束条件下,建立全区裂缝密度分布模型。最后,以裂缝密度分布模型为控制条件,利用离散裂缝网络技术(discrete fracture network,DFN),建立了沁端区块煤层气藏离散裂缝网络模型及其裂缝孔隙度、渗透率等属性模型。通过对模型的验证分析,认为该模型能客观真实地反应煤层气藏储层天然裂缝的几何特征和分布形态,为该区块煤层气藏数值模拟提供了地质基础和依据。     

蜀南地区龙潭组煤层气储层特征及资源潜力

据中国多次开展的煤层气资源评价结果,蜀南地区煤炭以无烟煤为主,与沁水盆地类似,其煤层变质程度高,吸附能力强,含气量高,蕴藏了大量的煤层气资源。为了进一步查明蜀南地区煤层气储层特征及其资源潜力,根据该区测井资料、录井资料、煤层气参数井资料,从煤层分布特征、煤质特征、孔-裂隙发育特征、含气性特征及等温吸附特征等方面,分析了该区煤储层特征,对储层质量进行综合评价,并在此基础上评价其资源潜力。结果表明,蜀南地区龙潭组煤变质程度高,属于无烟煤;兰氏体积大,含气量高,气体质量好,含气饱和度高,兰氏压力小,临界解吸压力小、地解比偏低。综合评价显示该区煤层气储层质量较好,资源潜力大,但开发难度较大,尚需适宜的开采技术。建议选择长宁-叙永区块开展煤层气勘探开发试验,探索煤层气勘探评价方法及有效的开采技术。     

煤层气井负压排采技术潜在增产因素分析

排水降压采气是煤层气井开采的主要方式,而煤层气井开采过程中常出现自然产量低。为促进煤层气的解吸和渗流,现场多次采用了负压排采技术并取得了很好的增产效果,研究煤层负压排采技术的潜在增产因素可以完善其技术的理论基础,对今后更好地指导现场煤层气井开发生产以及推广至地质特征、生产特征相似的煤层气区块具有重要的增产意义。探讨了负压技术可能带来的潜在增产因素,并且对负压排采井的选择、使用负压设备的时机提供了排采建议。研究表明:由于煤层气常以吸附态赋存以及煤储层特点,负压排采技术在增大生产压差的同时,可能会起到提高裂缝导流能力、解除表皮污染、促进井间干扰以及增强甲烷滑脱和煤基质收缩等有利效果,同时也会起到加大应力敏感以及裂缝闭合的可能性。可见负压排采技术的正确使用,能最大限度降低废弃压力,提高煤层气的最终采收率。     

煤层气井产能影响因素分析

煤层气的开发和利用十分重要,煤层气产能研究对合理开发煤层气具有指导意义。在煤层气理想模型基本假设基础上,建立计算产量所需的各参数的方程。结合产量计算方程和静态物质平衡方程推导出产能预测解析模型;并分析了朗格缪尔体积常数、临界解吸压力、煤层渗透率以及单井控制面积对产能的影响。结果表明朗格缪尔体积常数的大小直接影响着煤层的含气量。临界解吸压力的大小直接影响煤层甲烷解吸的时刻。煤层渗透率影响产量峰值出现的时间。单井控制面积影响产量峰值大小。     

黑龙江省煤层气勘探前景分析—以鸡西、勃利盆地为例

随着我国天然气需求日益增大和国内外煤层气勘探开发技术的成熟,煤层气已经成为常规天然气现实的补充和接替目标。黑龙江省煤炭资源丰富,含煤盆地众多,煤层气资源潜力大,具有较好的勘探前景。本文通过对鸡西、勃利盆地钻井资料分析,评价了煤层特征并预测了城子河组煤层的厚度和空间分布。通过对煤层厚度、埋深和变质程度等因素综合分析认为鸡西盆地含煤层性好,含气量高,是黑龙江省煤层气勘探开发的重点探区。勃利盆地煤层分布广,含气量达到开发标准,但煤层薄,间距大,埋深较大,可做为煤层气勘探的远景探区。     

阜新刘家区地质因素对煤层气地面开采的影响

为了揭示煤层气地面开采的影响因素,通过分析刘家煤层气区块煤层气资源条件、煤层气地质条件、煤层气钻井工艺及排采工艺,研究了刘家区块开采取得成功的原因。阜新刘家煤层气藏埋藏适中、煤层多且厚;盖层和断层的封闭作用、岩浆岩的圈闭封阻作用以及变质作用使刘家区块形成了局部富集的小区块。刘家区块依据区内火成岩和断层布局建井,以及根据地质条件合理的进行煤层气钻井和排采工作,是刘家区地面开采取得成功的重要因素。刘家区块煤层气地面开采的成功为其他煤层气区块的地面开采提供了依据和参考。     

试论煤层气地面开发的规模性

从水文地质的角度，介绍了煤层气井的生产机理及井间干扰对煤层气井组排采的影响，论证了煤层气地面开发的规模性，根据叠加原理，初步确定了煤层气地面开发的最小合理规模井数。     

新疆大倾角煤层的煤层气开采方式探讨

作者针对新疆大倾角、低渗透率煤层的特点，从理论角度探讨了一种从丛式井变形而来的扇状丛式井进行煤层气开采的方式，以达到高效、经济的目的。并提出需要攻克的一些煤层气开发技术问题。由于新疆还没有真正意义的煤层气开发，这种开采方式有待于在实践中应用和完善。