沁水盆地武乡地区煤系泥页岩储层特征及勘探建议——以山西武乡地区ZK-42井为例

我国沁水盆地发育多套富有机质泥页岩,是煤系气勘探的有利目标层系。以山西武乡地区ZK-42井钻遇泥页岩为研究对象,利用X射线衍射、扫描电镜、总有机碳含量测试、泥页岩含气量测定等测试方法,系统研究了太原组泥页岩的空间展布、矿物组成和储层物性特征,评价了煤系泥页岩勘探潜力。结果表明:(1)矿物组分以黏土矿物和石英为主,黏土矿物质量分数平均为52.8%,主要为伊/蒙混层,石英质量分数平均为26.2%。(2)有机质类型属于Ⅲ型干酪根,具有较强的生气潜力;有机质丰度TOC含量为1.9%~4.8%,平均为2.84%;R_(o)为1.9%~2.9%,平均为2.48%,处于过成熟干气阶段,该区有机质整体成熟度较高。(3)储层物性特征,泥页岩储层孔隙度总体较低,平均为4.34%;渗透率为0.000 123 96~0.009 361 3mD,平均为0.003 935mD;泥页岩实测总含气量较小,为0.35~0.60m^(3)/t,平均为0.47m^(3)/t。(4)本区煤系气勘探建议以太原组15^(#)煤层为主,泥页岩可作为辅助气源补充,采用煤层与泥页岩合层压裂开采方式,进行煤系气资源的综合开发利用。

富含凝析水、元素硫气井生产动态预测方法

在稳态条件下推导了考虑油、气、水三相流动区及油、气、水、硫四相相态变化影响的气井流入动态模型,建立了气井井筒动态预测模型、井筒携固模型、井筒携液模型。结合地层流入、井筒流出、井筒携液、井筒携固等模型,提出了更为综合、全面的气井生产动态预测方法,并进行了实例计算,结果表明,该方法能更好地进行考虑凝析水、元素硫多相流体复杂相态变化影响的气井生产系统敏感参数分析,指导该类气井实现最优化生产,具有理论和实际意义。

煤层气井位精细部署的地质工程一体化影响因素分析与科学优化

煤层气井位部署与实施方案的研究与论证是煤层气区块开发方案制定的关键环节。通常认为煤层厚度、含气量、埋深等是煤层气井位部署的主控因素,但在实践中发现构造、井间干扰等因素对产气效果的影响也十分显著,煤层气井位部署需要综合地质条件、工程、经济效益等多因素进行科学合理性和全成本投入评价的系统研究。为此,重点介绍了在区块地质条件分析、井距优化、现场施工过程中时常被忽略掉的一些重要因素,并加以分析优化。(1)提出了煤层气井位精细部署与实施的思路与方法。煤层气井位精细部署和科学实施,要充分考虑地质因素、开发效果、经济效益、施工要求等多因素,对区块进行整体规划、精细部署、科学施工和动态调整,主要包括3个阶段任务:开发前精细部署阶段、现场科学实施阶段、开发后动态调整阶段。(2)构造变化对煤层气井产气效果影响较大。分析了沁水南部某煤层气区块内发育小高点、小低点、小鼻状、小断层等次级构造对产气效果的影响,局部小鼻状构造最有利于煤层气富集高产。针对不同构造部位的变化特点,提出了考虑不同井型和次级构造变化的4类13型井网样式分类,适用于不同地质条件的煤层气井型井网部署。(3)模拟研究了多因素影响下的井距优化方案。综合考虑不同井距条件下井间干扰对产气效果的影响、不同井距累计产气量差异、开发井数与产气效果之间的经济效益差异等因素,得出能够实现较好产气效果和经济效益的最优井距大小。(4)提出一种地质工程一体化的井位部署与实施新思路。提出“地质‘块段’划分+井口靶点坐标优化+集中工厂化钻井+强化缝网的‘块段’式压裂”4个步骤的地质工程一体化井位部署和工艺改进优化方法,通过优化井位部署单元,提高钻探效率的同时,利用多口井交替压裂促使裂缝转向,产生更大规模更加复杂的缝网,最大化的沟通储层裂缝和孔隙,以提高部署井的产气效果。文中提出的研究思路和方法可应用于煤层气区块井位部署和现场实施,以不断完善和细化煤层气井位部署实施的内容和全流程,提高煤层气开发方案的科学和合理性,最大化地开采利用煤层气资源。

对压裂过程中套压下降机理的几点思考

长期以来,石油工作者对压裂过程中套压下降的机理认识不清楚,看法各异。本文结合最新理论研究的成果,通过深入分析表明,套压下降的机理有以下八种:流体流动参数的变化、井筒与裂缝系统憋压现象的消失、裂缝壁面光滑程度的增加、射孔孔眼的完善程度增加、裂缝端部遭遇低应力层、高度过度延伸、裂缝端部或沿程遭遇大的天然裂缝、部分小裂缝的堵塞等等。套压下降的具体机理是上述一种或多种的组合。

鄂尔多斯盆地东缘三区块煤层气井产能主控因素及开发策略

根据鄂尔多斯盆地东缘三区块煤层气田83口排采井的资料,系统分析了地质条件、工程技术和排采制度等因素对煤层气井产能的影响,并在此基础上提出了相应的开发策略。结果表明:煤层厚度、地下水流体势、含气量、渗透率和临储比是影响研究区煤层气井产能的主要地质因素;井距、压裂液量和加砂量是影响煤层气井产能的主要工程技术因素;井底压力下降速度、动液面下降速度、套压直接影响煤层气井产能。在此基础上,采用灰色关联分析法得出研究区煤层气井产能影响因素的大小次序,并从有利区优选、井网部署、压裂设计和排采制度4个方面,提出了适合于研究区煤层气地质特征的开发策略:在有利区优选方面,构建了煤层气开发有利区评价指标,将研究区划分为I—Ⅳ类单元;在井网部署方面,I类和Ⅱ类单元井距应控制在335~370 m;Ⅲ类和Ⅳ类单元井距应控制在370~400 m;在压裂施工设计方面,I类和Ⅱ类单元煤层气井的压裂液量应控制在800~1 200 m3;加砂量应控制在35~60 m3;Ⅲ类和Ⅳ类单元煤储层地质条件相对较差,对于不同地质条件,提出了不同的压裂措施;排采制度方面,将煤层气排采产气过程划分为5个阶段,并针对不同排采阶段,提出了具体的排采控制方法。

井下作业井喷风险预警分级模型研究

井喷是一种地层中的流体在喷出地面亦或者是流入到井内其他地层时所发生的现象;一般在石油以及天然气的开采现场发生的较多。井喷现象发生时所造成的负面影响较大;威胁到人民的生命以及财产安全。本文针对井下作业的井喷风险预警分级模型进行研究;以期对井下作业井喷风险进行有针对性的防范和控制;从而避免井喷事故的发生。

中石油煤层气宜川、延川区块刘家沟、石千峰地层复合堵漏技术

井漏是钻井过程中常见复杂工况,及时有效的防漏堵漏方案尤为重要,处理不好就会给钻井、固井等带来特大损失。本文通过对中石油煤层气宜川、延川区块不同程度漏失情况展开分析,该区块刘家沟、石千峰组漏失普遍存在,既有渗透性漏失又有裂缝性漏失,单井漏失量大,常规堵漏效果不理想,针对漏层进行了详细分析,经过多年现场实践和再认识,特提出承压搭桥+挤水泥固井的复合堵漏工艺,在现场实践获得良好效果,希望对中石油煤层气宜川、延川区块堵漏工作有所启发和借鉴。