QK-沁水盆地南部高煤階煤層氣井排采工藝與實(shí)踐

規(guī)模自動化技術(shù)在煤層氣田開發(fā)中的應(yīng)用_以沁水盆地南部樊莊區(qū)塊為例_趙立寧

本文從資源因素、煤儲層因素及保存因素三個(gè)方面對沁水盆地和順區(qū)塊太原組15#煤層氣富集規(guī)律進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:(1)頂板巖性和上覆蓋層累厚度對煤層氣的保存有一定的控制作用,與含氣量相關(guān)性強(qiáng);(2)構(gòu)造對煤層氣富集有較大的影響,距離斷層/陷落柱越近,煤層保存條件越差,煤層含氣性越差;(3)埋藏深度對滲透率、產(chǎn)能的影響不明顯,但對煤層氣含氣量成明顯正相關(guān),反映埋深對煤層氣選區(qū)評價(jià)具有一定程度的正面影響,對埋深單因素的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)適當(dāng)放寬。

山西沁水盆地南部(以下簡稱沁南)煤層氣開發(fā)利用高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程是國家發(fā)展和改革委員會于2004年12月正式批準(zhǔn)實(shí)施的第一個(gè)國家級煤層氣開發(fā)示范工程項(xiàng)目。中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司作為項(xiàng)目主管單位和建設(shè)單位,積極推進(jìn)項(xiàng)目建設(shè),2009年10月,示范工程一期150口井氣田建設(shè)全面竣工投產(chǎn),達(dá)到了1×108m3/a的產(chǎn)能建設(shè)規(guī)模。這標(biāo)志著中國煤層氣地面開發(fā)正式步入快速發(fā)展的大規(guī)模商業(yè)化軌道,為沁南煤層氣的商業(yè)開發(fā)起到了示范和推動作用,加速了中國煤層氣產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。該示范工程采用現(xiàn)代化的項(xiàng)目管理模式,進(jìn)行了較好的項(xiàng)目組織管理及工程質(zhì)量控制,形成了"300m×300m井網(wǎng)部署"、"空氣鉆井技術(shù)"、"微珠低密度固井技術(shù)"、"清水加砂壓裂技術(shù)"、"氮?dú)馀菽瓑毫鸭夹g(shù)"、"分片集輸一級增壓地面集輸技術(shù)"、"穩(wěn)控精細(xì)排采技術(shù)"、"無煙煤儲層生產(chǎn)特征分析"等8項(xiàng)適合于沁南高階煤的技術(shù)系列,并得到了推廣應(yīng)用。另外還對新材料、新裝備進(jìn)行了試驗(yàn)應(yīng)用,并制訂了煤層氣兩個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和兩個(gè)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),對國內(nèi)煤層氣田直井開發(fā)具有借鑒和示范作用。

2013zx－sh－um15v井位于山西沁水盆地腹部，為一口煤層氣生產(chǎn)直井，在施工過程中需要對3號煤層、15號煤層取心，以了解其煤層含氣量、煤巖特性等相關(guān)參數(shù)。在3號煤層、15號煤層取心過程中，因其煤層中下部煤質(zhì)較松軟，巖心采取率一度很低。結(jié)合3號煤層、15號煤層的煤巖特性及繩索取心鉆井工藝的特點(diǎn)，通過反復(fù)的試驗(yàn)，最終成功完成了3號、15號煤層的取心工作，其中15號煤層巖心采取率達(dá)90％以上?？偨Y(jié)了針對該區(qū)域的松軟煤層的繩索取心施工關(guān)鍵技術(shù)。

2013zx－sh－um15v井位于山西沁水盆地腹部，為一口煤層氣生產(chǎn)直井，在施工過程中需要對3號煤層、15號煤層取心，以了解其煤層含氣量、煤巖特性等相關(guān)參數(shù)。在3號煤層、15號煤層取心過程中，因其煤層中下部煤質(zhì)較松軟，巖心采取率一度很低。結(jié)合3號煤層、15號煤層的煤巖特性及繩索取心鉆井工藝的特點(diǎn)，通過反復(fù)的試驗(yàn)，最終成功完成了3號、15號煤層的取心工作，其中15號煤層巖心采取率達(dá)90％以上。總結(jié)了針對該區(qū)域的松軟煤層的繩索取心施工關(guān)鍵技術(shù)。

本文結(jié)合沁水盆地煤層氣鉆井作業(yè)隊(duì)作業(yè)實(shí)踐,對該區(qū)域煤層氣鉆井作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析,可以作為在該區(qū)域承攬煤層氣鉆井作業(yè)業(yè)務(wù)單位的安全管理決策依據(jù)。

針對沁水盆地煤層氣水平井開采中以清水作為鉆井液的情況,室內(nèi)采用x射線衍射、掃描電鏡、煤巖膨脹實(shí)驗(yàn)和敏感性實(shí)驗(yàn)分析了煤層氣儲層巖石組成及理化性能,同時(shí)結(jié)合水質(zhì)結(jié)垢預(yù)測、水質(zhì)粒度分析與動態(tài)體積流過量實(shí)驗(yàn)等方法研究了清水鉆井液,結(jié)果表明清水對煤層氣儲層造成損害的因素為:與地層水配伍性不好易結(jié)垢、礦化度較地層流體低易引起煤層中黏土礦物水化膨脹、自身絮凝能力弱易造成微小固相顆粒堵塞污染、返排能力差不利于煤層氣排水開采。

針對華北油田公司在煤層氣開發(fā)過程中,煤層氣井現(xiàn)狀和排采要求,開展煤層氣井排采工藝技術(shù)研究,研制出一套煤層氣井專用電潛離心泵排采系統(tǒng),該系統(tǒng)具有排量易調(diào)節(jié)、控制性能好、適應(yīng)范圍廣的特點(diǎn),在煤層氣井上有著很好的應(yīng)用前景。通過開展電潛泵配套技術(shù)研究,不斷地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和改進(jìn),形成了一套適用于煤層氣井的電潛泵排采工藝技術(shù),經(jīng)過5口井的現(xiàn)場應(yīng)用,取得了良好的效果。

介紹了開發(fā)和設(shè)計(jì)煤層氣井試井軟件的意義,總結(jié)分析了目前使用較多的國內(nèi)外油氣井試井分析軟件的功能特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,為適應(yīng)煤層氣測試技術(shù)發(fā)展,針對煤層氣試井分析的需求,綜合考慮了煤層氣解吸作用、介質(zhì)變形、低滲透特點(diǎn),提出了軟件設(shè)計(jì)開發(fā)的思想和技術(shù)要求,設(shè)計(jì)了軟件結(jié)構(gòu)框架及各個(gè)具體的功能模塊,應(yīng)用軟件工程的思想設(shè)計(jì)開發(fā)了開放式煤層氣試井分析軟件。該軟件包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、試井分析、試井設(shè)計(jì)和報(bào)告生成輸出功能,具有界面友好、模型豐富、功能強(qiáng)大、構(gòu)架良好的特點(diǎn)。

沁水煤田晉城礦區(qū)煤層的沉積環(huán)境與煤層氣 晉城煤業(yè)集團(tuán)古書院礦職工教育培訓(xùn)中心任海英 摘要晉城礦區(qū)煤系地層是沁水煤田重要的含煤地層之一，煤層氣資源豐富，是煤層 氣開發(fā)利用的理想場所。本文分析了晉城礦區(qū)煤層的沉積環(huán)境，在此基礎(chǔ)上討論了晉城礦區(qū) 煤系的原始生氣能力、儲集層及圍巖的儲氣能力，并討論了上覆壓力和地質(zhì)構(gòu)造對煤層氣富 集、分布的影響。 關(guān)鍵詞沁水煤田沉積環(huán)境地質(zhì)構(gòu)造煤層氣 煤層氣是以甲烷為主的煤層吸附氣，或稱煤礦瓦斯。煤 層氣是生、儲同層承壓水封堵的非常規(guī)天然氣藏。目前有關(guān) 煤層氣的研究主要集中在兩個(gè)方面：煤熱模擬生烴機(jī)理和煤 層氣賦存、分布等研究和煤層氣勘探開發(fā)與利用等。煤層氣 開發(fā)有助于改善能源結(jié)構(gòu)和生態(tài)環(huán)境。同時(shí)，它對煤礦安全 生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅，將其變害為利，變廢為寶，將取得不可估 量的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 本文在對沁水煤田晉城礦區(qū)煤層氣地質(zhì)調(diào)查

yp1井組是由一口篩管水平井yp1和直井yp1v組成的u型煤層氣井。根據(jù)篩管水平井井況及特點(diǎn),優(yōu)化了施工管柱、水力噴射壓裂工具尺寸和噴嘴組合方式。為防止φ114.3mm小直徑篩管水平井壓裂管柱砂卡,將拖動式水力噴射壓裂工具與滑套式工具相組合,融合了二者施工工藝。水力噴砂射孔液體通過yp1v井排出,進(jìn)一步減少水平井沉砂風(fēng)險(xiǎn)。順利完成yp1井4個(gè)層段水力噴射分段壓裂改造,共計(jì)加砂83m3,壓裂管柱成功上提出井。該u型井壓裂施工前無產(chǎn)量,壓后對yp1v井實(shí)施排水降壓,隨井底流壓下降,產(chǎn)氣量最高上升至636m3/d。

本文講述了沁水煤田套管注入、大排量清水壓裂技術(shù)在應(yīng)用過程中,對施工主管線進(jìn)行了工藝改進(jìn),并進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)1182口,在應(yīng)用過程中效果很好,不但增加了施工進(jìn)度也大大降低了施工成本。

根據(jù)煤體的巖石力學(xué)性質(zhì)和彈性本構(gòu)關(guān)系推導(dǎo)出了考慮基質(zhì)收縮效應(yīng)的煤裂隙滲透率模型,并在此基礎(chǔ)上建立了三維煤層氣垂直井網(wǎng)的非平衡吸附擬穩(wěn)態(tài)條件下的氣-水兩相流動數(shù)學(xué)模型.編制程序并利用沁水盆地南部某區(qū)的資料對五點(diǎn)式煤層氣井網(wǎng)開采進(jìn)行了模擬預(yù)測,結(jié)果表明:石炭系k2灰?guī)r層局部富水性較強(qiáng),在煤層氣開發(fā)實(shí)踐中,尤其在壓裂增產(chǎn)改造過程中可能對煤層氣的開采造成直接不利影響,同時(shí)基質(zhì)收縮對裂隙滲透率的影響也不容忽視.

固井質(zhì)量檢測是煤層氣開發(fā)中必不可少的重要環(huán)節(jié),而作為檢測固井質(zhì)量主要手段的測井施工,包含2個(gè)重要任務(wù):①利用聲波對套管間水泥環(huán)膠結(jié)程度進(jìn)行評價(jià),檢測固井質(zhì)量;②利用自然伽馬對目的層位置進(jìn)行深度校正,從而為后續(xù)射孔工序提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。分析了裸眼測井和套管測井之間產(chǎn)生深度誤差的原因,介紹了2次測井的深度校正方法,探討了深度校正后的深度誤差對射孔位置的影響。

壓裂液與儲層的配伍性是影響水力壓裂效果的關(guān)鍵因素之一。為了研究適合焦坪礦區(qū)侏羅紀(jì)煤層地面煤層氣井使用的壓裂液配方,通過分析儲層特征,提出了相適應(yīng)的壓裂液配方,并借助室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)對壓裂液配方進(jìn)行優(yōu)選評價(jià)。結(jié)果表明:活性水壓裂液配方中防膨劑優(yōu)選1.0%氯化鉀防膨效果較好;活性水壓裂液配方中助排劑優(yōu)選0.05%氟炭離子表面活性劑或注入乙醇段塞,再注壓裂液這兩種助排劑效果較好;對于生物酶破膠壓裂液配方建議進(jìn)一步進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。

水力壓裂是煤層氣井重要的增產(chǎn)措施,壓裂施工過程中可能因各種原因造成壓裂卡鉆事故,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)姑簩託饩畧?bào)廢。以煤層氣井壓裂施工工藝為依據(jù),分析了煤層氣井壓裂施工過程中卡鉆事故的主要類型,探討了卡鉆事故發(fā)生的原因,并給出相應(yīng)的工程建議。研究認(rèn)為,煤層氣井壓裂卡鉆主要分為封隔器卡鉆、砂埋卡鉆、套管變形卡鉆和落物卡鉆4種類型;砂埋、井身結(jié)構(gòu)變化、施工工藝及入井工具材料存在問題和人為因素是煤層氣井壓裂卡鉆的主要原因;為防止壓裂卡鉆事故的發(fā)生,壓裂施工前,應(yīng)做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作,并加強(qiáng)管理,規(guī)范施工過程。

中國石油 沁水煤層氣田樊莊區(qū)塊 固7-10井壓裂施工總結(jié)報(bào)告 中國石油山西煤層氣勘探開發(fā)分公司 二零零七年四月二十三日 沁水煤層氣田樊莊區(qū)塊 固7-10井壓裂施工總結(jié)報(bào)告 編寫人：焦中華 審核人： 甲方監(jiān)督： 甲方審核人： 中原石油勘探局井下特種作業(yè)處山西晉城煤層氣項(xiàng)目部 2007年4月23日 目錄 一、基本數(shù)據(jù) 二、壓裂施工簡況 三、壓裂施工總結(jié) 四、壓裂施工原始記錄 五、壓裂施工實(shí)測數(shù)據(jù)表 六、壓裂施工曲線記錄 固7-10井基本數(shù)據(jù) 1.原始數(shù)據(jù) 地理位置山西省沁水縣固縣鄉(xiāng)堯坡村南150米 構(gòu)造位置沁水盆地南部斜坡帶樊莊區(qū)塊固縣井區(qū) 井別開發(fā)井開鉆日期2006-08-09 目的層pis完鉆日期2006-08-26 完鉆井深（m）586完井日期2006-09-02 聯(lián)入（m）0.95人工井底（m）569.

南寧盆地的地層中夾有數(shù)層煤層,以含中~高灰份、低~中硫的含油褐煤為主,約占95%,交錯(cuò)出現(xiàn)在第三系泥巖中,分布于南寧盆地局部區(qū)域。它的存在常常給工程建設(shè)帶來很大問題,但由于其厚度較薄,相關(guān)的物理力學(xué)特性研究不足,在工程實(shí)踐中尚未引起足夠重視。通過現(xiàn)場及室內(nèi)試驗(yàn)對煤層的承載能力和強(qiáng)度進(jìn)行研究,利用改進(jìn)的點(diǎn)荷載試驗(yàn)儀分析煤層的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系,并采用有限元法對某工程樁基進(jìn)行模擬計(jì)算,研究分析了煤層的存在對樁基礎(chǔ)沉降變形、應(yīng)力分布的影響,為從事設(shè)計(jì)與進(jìn)一步研究提供參考。

***礦區(qū)**井鉆井工程設(shè)計(jì) ***省煤層氣開發(fā)利用有限公司礦山安全工程分公司 二〇一三年一月 項(xiàng)目名稱：**礦區(qū)**井鉆井工程設(shè)計(jì) 井號：**井 設(shè)計(jì)人（簽字）： 審核人（簽字）： 批準(zhǔn)人（簽字）： 設(shè)計(jì)單位（蓋章）： ************************************************ 設(shè)計(jì)批準(zhǔn)日期：年月日 ⅰ 目錄 1概況..........................................................................................................1 1.1前言......................................................................................

煤層氣井注入壓降/試井測試技術(shù)研究 【摘要】通過對煤層氣井的煤層進(jìn)行原地應(yīng)力測試，獲取煤層的原地應(yīng)力、 破裂壓力及梯度等參數(shù)值。求取煤層的原始地層壓力、滲透率、表皮系數(shù)、調(diào)查 半徑、破裂壓力、破裂壓力梯度、閉合壓力、閉合壓力梯度，為該井下步壓裂和 排采提供施工參數(shù)依據(jù)。 【關(guān)鍵詞】煤層氣；試井技術(shù)；原位應(yīng)力測試 煤層氣井注入壓降/試井測試技術(shù)是在煤層氣井完井后了解該井下步壓裂和 排采參數(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。 一、測試的方法和要求 煤層氣井注入壓降/試井測試技術(shù)是依據(jù)煤層氣井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行，基礎(chǔ)數(shù) 據(jù)包括測試煤層、測試井段的完井?dāng)?shù)據(jù)及地層數(shù)據(jù)等。 1、測試方法 測試方法采用井下開關(guān)閥方法進(jìn)行開關(guān)井操作，分別進(jìn)行開井注入、關(guān)井壓 降測試及原地應(yīng)力測試，利用存儲式電子壓力計(jì)取得準(zhǔn)確的壓力資料。 2、測試要求 注入/壓降測試過程中要求下入兩支高精度（精度0.05%）電子壓力計(jì)。配 套泵注系統(tǒng)

為研究地應(yīng)力對煤層氣開發(fā)的影響,基于水壓致裂地應(yīng)力測量方法,結(jié)合煤層氣井試井、測井和水力壓裂三維微地震監(jiān)測資料,研究了鄭莊區(qū)塊16井次21層目的層段原位地應(yīng)力發(fā)育規(guī)律.結(jié)果表明:①地應(yīng)力場為典型的構(gòu)造應(yīng)力場類型,淺部以逆斷層和走滑斷層應(yīng)力機(jī)制組合類型為主,深部以正斷層和走滑斷層應(yīng)力機(jī)制組合類型為主;②最大和最小水平主應(yīng)力及垂向應(yīng)力隨埋深均呈線性增加趨勢;③側(cè)壓系數(shù)位于hoek-brown包絡(luò)線內(nèi),隨埋深增加而降低且變化幅度逐步縮小;④最大水平主應(yīng)力方位為ne-nee向.一方面,現(xiàn)今地應(yīng)力場方位與斷裂構(gòu)造產(chǎn)狀的疊加影響了煤層氣富集;另一方面,地應(yīng)力增加導(dǎo)致滲透率呈指數(shù)式降低,而儲層壓力呈線性增加;2方面作用對煤層氣高效開發(fā)產(chǎn)生了顯著影響.

開發(fā)內(nèi)蒙石拐盆地 頁巖氣和煤層氣資源 可 行 性 研 究 分 析 報(bào) 告 深圳市國炬煤層氣設(shè)備技術(shù)有限公司 深圳市國炬天然氣汽車技術(shù)有限公司 開發(fā)內(nèi)蒙石拐盆地頁巖氣和煤層氣資源 內(nèi)容提要： 上游開采石拐盆地頁巖氣和煤層氣資源，中游加工成lng或 cng商品氣，下游供應(yīng)呼-包-鄂地區(qū)柴油重卡汽作燃料 以下游市場售氣量來確定上游氣田開采量，以銷定采，以產(chǎn)定資， 積木式建設(shè)、滾動式發(fā)展 lng柴油重卡汽車改燒頁巖氣煤層氣lng一舉多得 cng/柴油混雙燃料重卡汽車改裝技術(shù)路線和成功案例 深圳市國炬煤層氣設(shè)備技術(shù)有限公司 深圳市國炬天然氣汽車技術(shù)有限公司 李勇（總經(jīng)理） 電話：15515788638 郵箱：liyong6083@163.com 網(wǎng)址：www.***.*** 一、解決“氣荒”、“油荒”的出路在哪里？ 20世紀(jì)90年代以來，占世界