煤层气井潜在酸联合加砂压裂增产机理及应用

为研究煤层气井潜在酸促进加砂压裂协同增产作业的效果,提高煤层气井采收率,应用扫描电镜分析技术及室内岩心驱替实验的方法,对煤层气储层岩性特征及潜在酸性能进行分析评价,并结合矿场实际效果检验,研究了潜在酸联合加砂压裂增产技术机理及其应用前景。研究表明:煤中含有多种酸溶性碳酸盐矿物主要为方解石(Ca CO3),晶体形态有菱面体、似立方体、柱状、板状等,产状有脉状、薄膜状、分散状等形态存在于煤层中,因此可以考虑采用潜在酸酸化技术改造煤层的孔隙度从而提高煤层的渗透率。以氯化铵和多元醛形成的潜在酸,该潜在酸对煤心矿物具有一定的酸蚀性,既可以起到酸化增加孔隙度的作用而增加储层渗透率,又不会因为酸蚀量大而破坏煤的结构,该潜在酸还可以与煤层气清洁压裂液体系配合使用。从PH1-006X1井和PH1-006X2井的现场应用表明,潜在酸与加砂压裂联合增产技术对煤层压裂效果明显,投产即表现出较高的产量。利用煤层气井储层中的碳酸盐矿物生成潜在酸,联合加砂压裂可以有效的提高采收率,具有良好的应用效果。     

煤层气缝网压裂技术研究

为解决煤层气活性水改造效果差的难题,基于煤层发育被方解石充填的天然裂缝网络、压裂液滤失量大的特性,提出了新的缝网压裂思路,研制与煤层相适应的复合压裂液体系。潜在酸压裂液酸蚀充填矿物,使裂缝恢复畅通,形成相连通的复杂裂缝网络;清洁压裂液携砂,支撑压开的裂缝。探讨了该思路的可行性和优势,以及与页岩气、砂岩气缝网压裂的区别。分析了沁水盆地南部3号煤和15号煤地质特征,研制了相应的潜在酸压裂液和清洁压裂液,形成"潜在酸酸蚀裂缝充填矿物,清洁压裂液携砂"的缝网压裂技术。与常规活性水压裂对比表明,3号和15号煤层缝网压裂产量高,见气普遍更早。3号煤压裂支撑剂用量更少,15号煤煤层气开发取得历史突破。实践表明煤层气缝网压裂具有可行性。     

大佛寺井田煤层气井压裂参数优化方案

为有效优化彬长矿区大佛寺井田煤层气井压裂施工工艺,对井田内24口煤层气直井产气情况和压裂施工参数进行统计分析,研究了煤层气直井压裂施工对其产能的影响,并将产能效果较好的气井压裂施工参数进行了分析对比。研究发现,在煤储层地质因素一致的情况下,影响压裂效果的主要工程参数有施工排量、压裂液用量、加砂强度以及砂比等。大佛寺井田煤层气直井采用活性水压裂液,支撑剂为石英砂,压裂施工排量为5. 4～8. 5 m~3/min,压裂液用量616. 00～1 193. 25 m3,加砂强度为3. 26～13. 00 m~3/m,砂比为6. 9%～17. 1%.结合气井历史排采资料和相关地质资料,以日均产气量和稳定日产量1 000 m~3为压裂效果产能下限,得到适合大佛寺井田煤层气直井的压裂参数优化配置,建议压裂工艺优化方案设计如下:施工排量建议为8～10 m~3/min;细砂段塞1～2个;压裂液用量建议为950～1 100 m~3(前置液占25%～40%);加砂强度建议为5～7 m~3/m(煤厚 12 m)或8～9 m~3/m(煤厚12 m);砂比建议为10%～11%;支撑剂中中砂/粗砂比值建议为2～3.该方案可为井田后期煤层气井的压裂施工提供一定的工程依据。     

我国实现低阶煤煤层气产业化开发利用

<正>继美国褐煤煤层气成功开发之后,我国首次实现了低阶煤(褐煤)煤层气勘探开发重大突破,"低阶煤、多煤层、薄煤层煤层气开采压裂组合及投球分压关键技术研究"取得成功。近日,该项目通过了吉林省科技厅组织的专家鉴定。专家组认为,该项目根据低阶煤、多煤层、薄煤层的特征,依据埋深、厚度及顶底板等特征,在国内首次研究了适用低阶煤、多煤层、薄煤层地区煤层气井的限流射孔优化技术,提出了选用不同孔密的射孔方案;在国内首次研究适用于低阶煤、多煤层、薄煤层地区的煤层气投球分压限流压裂技术;同时,经吉林省珲春煤田3     

煤层水力压裂裂缝导流能力实验评价

水力压裂技术是煤层气井增产的重要手段,而由于煤层气储层与常规石油天然气储层存在较大的差异,对煤层压裂裂缝导流能力的研究不能照搬常规石油天然气储层的研究结论,有必要开展煤层水力压裂裂缝导流能力的针对性研究。使用FCES—100裂缝导流仪,用从现场取出的煤块加工而成的煤板进行了裂缝导流能力实验研究。根据实验结果,研究了闭合压力、铺砂浓度、时间和天然裂缝对煤层裂缝导流能力的影响。研究认为:随着闭合压力的增加,煤层裂缝导流能力下降幅度达50%以上;高铺砂浓度下的导流能力明显高于单层铺砂浓度下的导流能力,提高铺砂浓度有利于形成高导流能力的裂缝;随着闭合压力作用时间的增加裂缝导流能力逐渐下降,降幅为20%—35%。煤层天然裂缝对导流能力有着直接的影响,这种影响在闭合压力较高的情况下表现的尤为明显。     

成庄矿5303工作面煤层气井观测分析

分析了煤层气井压裂层位的准确性,论述了煤层气井压裂煤层对附近巷道瓦斯及涌水的影响规律、原始煤层裂隙发育规律及煤层气井压裂对裂隙的影响规律。     

煤层气开发压裂技术在沁水煤田的实践与应用

针对煤层气特点以及开发过程中压裂工艺技术存在的问题，研究了一项以套管注入、高排量、活性水携砂为主的煤层气清水压裂配套工艺技术。该技术在山西沁水盆地SH煤田现场应用实践了6口井，并获得成功，压后正处于排水阶段，出气效果明显。     

白杨河区块煤层气分压合采因素分析

煤层气勘探开发中,在煤层层数多,且具有多套主力煤层地区,采用分层压裂,合层排采的技术,可以有效降低开发成本,提高单井产量。白杨河区块具有多套主力厚煤层,煤层结构简单,分布稳定,是理想的煤层气开发区块。在分析主力煤层间距、储层压力、压力梯度、临界解吸压力、渗透率和煤层顶底板岩石特征等影响合采因素基础上,认为该区三套主要煤层适合分层压裂,合层排采。     

煤层气井真三轴压裂实验

 为进一步认识煤层气井压裂裂缝起裂和扩展机制,利用真三轴大尺寸水力压裂实验系统,采用取自矿区原煤煤块制作的试样,通过真三轴压裂实验,研究了不同围压组合条件下煤层压裂裂缝的起裂和扩展特征.研究表明:地应力状态和煤层中发育的天然裂隙对压裂裂缝的起裂和扩展有着直接影响.小规模天然裂隙的存在使得裂缝扩展压力出现频繁小幅波动,压裂裂缝在扩展过程中多见路径转向,压裂过程中煤层天然裂隙的大量开启造成压裂液大量滤失直接损耗压裂时的水力载荷,不利于压裂形成高导流能力的水力裂缝.当三向主应力差较小时,煤层压裂产生的裂缝宏观形态更为复杂,可能会同时产生垂直缝和水平缝.     

煤层低伤害氮气泡沫压裂液研究

随着煤层气开发规模不断扩大,在煤层压裂增产过程中压裂液滤失量高、地层伤害严重、返排困难且压裂效果差等问题不断凸显。结合煤层气储层物性,研制低伤害氮气泡沫压裂液体系,即0.5%YSJ杀菌剂+1%FP-1复合起泡剂+2%KCl防膨剂+N2。对该氮气泡沫压裂液体系进行滤失试验和分散试验研究。结果表明:该泡沫压裂液体系起泡及稳泡性能良好,耐剪切能力强,携砂能力强;泡沫和气液两相滤饼的封堵作用可以明显降低压裂液的滤失量,并且氮气可以增强压裂液的返排能力;压裂液体系中的表面活性剂可以降低煤粉与水相的界面张力,提高压裂液对煤粉的分散能力;相对于常规压裂液体系,氮气泡沫压裂液体系对煤层气岩心的伤害较小。     

柿庄北深煤层压裂伤害机理及低伤害压裂液评价

我国煤层气地质资源量达36.81×108m3,仅次于俄罗斯和加拿大,其中1 000~2 000 m的煤层气地质资源量占总资源量的61.2%。深煤层煤层气的开发是今后煤层气开发的必然趋势。水力压裂是深煤层煤层气工业开采的主要增产措施。在分析柿庄北深煤层的工程地质特征时发现,深煤层具有低孔隙度、低渗透率、高变质程度和高含气量的特点,在压裂改造时易受工作液体的伤害。因此,针对煤岩主要的伤害类型,对比分析压裂液伤害前后的煤岩电镜扫描结果,研究深煤层煤岩的伤害机理。通过研究得出,相对浅煤层而言,深煤层主要的伤害是吸附伤害和微粒堵塞。最后,根据深煤层岩心的伤害评价方法,在实验室内分别优选出低伤害活性水和泡沫压裂液两种体系,伤害评价结果显示优选的活性水和泡沫压裂液对深煤层的伤害率相对常规压裂液低,可在一定程度上改善煤层气储层压裂效果。     

煤层气井压裂引起的渗透率损伤研究

由于煤层的应力敏感性,在煤层气井的压裂过程中,随着高压流体的持续注入,压裂裂缝的产生势必会对附近的煤层渗透率产生影响。针对煤层气井压裂引起的渗透率损伤问题,通过理论计算的方法,建立了压裂引起的诱导应力与渗透率之间的关系式,通过计算实例,分析了压裂引起的渗透率的损伤特征。研究认为:压裂产生的诱导应力和引起的渗透率损伤均在裂缝两侧呈对称性分布;压裂对裂缝附近煤层渗透率会产生直接的影响,渗透率损伤现象明显;压裂引起的渗透率损伤可能是某些已压裂的煤层气井增产效果不明显的原因之一。     

AL-F1防砂剂在延长油田浅层压裂中的防砂效果评价

针对延长油田七里村采油厂压裂井存在间歇性出砂而导致砂卡泵等事故而影响油井正常生产的问题,通过对低温浅层压裂井出砂原因的分析,优选出了适合七里村采油厂压裂井的防砂技术——AL-F1防砂剂缝内防砂技术.室内评价了AL-F1防砂剂的导流能力及防运移性能,并通过6井次现场试验考察了AL-F1防砂剂的压裂防砂效果.室内性能评价和现场试验表明,AL-F1防砂剂在七里村采油厂压裂井上的防砂效果较好,完全适用于延长油田低温、低产、间歇出砂压裂井的防砂控制.     

间接压裂技术提高煤层气采收率的探讨

探讨提高煤层气采收率的间接压裂新方法。根据煤体基质岩块与裂缝的渗流物性规律,以及常规水力压裂又很难适应煤层的特殊地质特性,提出在煤层相邻的砂岩部位进行压裂构想。其机理是煤岩的裂缝传导率差,易被压碎产生煤粉且有突出的各项异性、应力集中的特点,煤层中的面割理垂直于煤层,垂向渗透率通常高于水平渗透率,面割理的方向性使煤层与间接压裂诱导水力裂缝自动沟通,形成高传导渗流通道,从而促进煤层气的解吸和渗流。     

淮南矿区煤、气一体化开采技术探讨

通过对淮南矿区煤厚、煤阶、煤岩、围岩的封闭性、煤层气的含量与组分、煤层的渗透性等煤层气资源地质特征的分析 ,认为淮南矿区是具有丰富煤层气资源及良好赋存条件的地区 ;根据矿区高地应力、煤储层低渗透率的特殊性 ,提出了在该地区进行煤、气一体化开采的设想     

低渗透煤层提高瓦斯采收率技术现状及发展趋势

低渗透煤层压裂对于煤矿瓦斯防治以及降低煤矿事故发生率具有重要意义。详细阐述了四种低渗透煤层压裂技术的作用机理,分析了压裂技术以及压裂效果数值模拟上存在的问题,针对存在的问题,提出未来要研究适应中国煤层气储气特点的高效压裂液、支撑液及配套设施与装备;气体驱替发展应合理解决两种气体的协调关系;数值模拟应综合多种影响因素进行压裂效果模拟分析。     

抚顺矿区煤层气资源条件综合分析

通过对抚顺矿区煤层气地质特征、储层特征及煤层气资源量的系统而深入分析,认为该区煤层气资源条件良好,主煤层巨厚而集中、煤阶相对较高、煤岩类型有利于煤层气的生成、主煤层顶板的巨厚油页岩有利于煤层气的保存、且含气量相对较高、渗透性好、1200m以浅的煤层气资源量还有41.65×108m3。同时对矿区井下瓦斯抽放利用和煤层气利用的下游市场进行了评述,指出抚顺矿区是使我国煤层气产业走出困境,寻求突破的最佳试验战场。     

三交地区煤层气井产量的拟合分析

以河东煤田三交区块煤层气井生产资料为基础,利用煤层气地质学和地下水动力学原理对煤层气井的生产曲线进行了拟合分析,并最终确定了两口煤层气井的水文地质参数。利用Ja-cob公式获得了既定水文地质条件下的产气量及产水量的理论曲线。对比分析结果表明,生产曲线和理论曲线拟合较好,用理论模型进行煤层气井的产能预报是可行的;理论产水量及产气量偏低的原因是由于煤层气开采过程中压裂的影响,开采初期压裂增强了煤层的渗流能力,使得实际值大于理论值。     

煤岩裂缝渗流能力实验评价及近井地层等效渗透率分析

煤岩裂缝的渗流能力是影响煤层气产能的重要因素.采用API导流仪及岩心驱替装置,模拟煤层气排采过程中煤层有效应力的连续变化,评价裂缝闭合压力逐渐升高、地层压力连续下降以及频繁开关井(间歇性排采)等工况条件下煤岩压裂裂缝的动态导流能力和含天然裂缝煤心的渗透率变化.实验结果表明,提高裂缝闭合压力、降低孔隙流体压力以及频繁开关井等都会降低煤岩裂缝的渗流能力,尤其对压裂裂缝的导流能力影响更为显著.基于此,利用实验数据分别回归了煤岩压裂裂缝导流能力和含天然裂缝煤岩渗透率与有效应力的经验关系式,建立近井煤层等效渗透率计算模型.利用该模型可以根据现场测算的等效渗透率,初步判断煤层压裂裂缝的有效导流能力或缝长,可以为煤层气压裂效果评价、分析排采过程中煤岩裂缝参数的动态变化提供一种新方法.     

松藻矿区煤层气开发利用前景研究

松藻矿区是渝南黔北地区的高瓦斯矿区,截止到2005年,煤炭资源量约16.89×108t,煤层气资源量为252×108m3,煤层气资源量非常巨大。多年来松藻矿区一直致力于瓦斯抽放工作,并有完好的瓦斯抽放系统,具有良好的煤层气开发的基础条件。通过对松藻矿区煤层气赋存状况、含气性、煤层物性特征的研究,结果表明,松藻矿区煤层气成藏条件好,煤层渗透率较高,有良好的市场条件,具有广阔的开发利用前景。