沁水盆地柿庄北区块水平井开发方式地质适应性分析

针对柿庄北区块直井表现出达产率低、产量下降快、产能差异大的生产特征,通过对柿庄北区块43口探井、397口开发井进行详细剖析,并与潘河、柿庄南区块地质条件进行了对比分析。结果表明,埋深大、低渗透、煤体结构分布复杂是制约柿庄北区块开发关键地质问题。为了进一步明确柿庄北储层渗透低原因,对柿庄北、潘河、杨家坡区块煤心进行数字岩心扫描,发现柿庄北区块相对潘河、杨家坡区块储层孔裂隙数量都发育最少且孔裂隙连通性最差,并明确煤层演化过程是形成孔裂隙差异的关键因素。此外,结合地质剖析,开展了地质—工程一体化分析,明确直井压裂这种点状开发方式的不适应性,提出水平井开发方式适应埋深增大、煤体结构分布复杂、微观孔裂隙连通性较差的储层特征,并在柿庄北一体化二期显示出较好产气潜力。

沁水盆地南部煤层气藏地质类型与产能关系研究

煤层气藏是制定煤层气开发方案和选择开发技术的科学依据。文章通过对煤层气井气水产出特征研究,发现了煤层气藏的流体特征差异性,揭示了气藏对产能的控制作用。研究发现:晋城地区主要发育两种类型的煤层气藏,一种为含可动水少、游离气多、高饱和度煤层气藏;另一种为中等含水、游离气中等、中等饱和度煤层气藏。长治地区主要发育两种类型的煤层气藏,一种为含可动水多、含游离气中等、中低饱和度煤层气藏;另一种为含可动水多、含游离气少、低饱和度煤层气藏。煤层气藏地质类型、气水配置关系决定了煤层气水的产出特征。煤层气藏地质类型分析是煤层气区块产能建设的重要基础工作。

老空水体下采煤工作面导水裂隙带实测方法应用研究

导水裂隙带实测是评估水体下采煤可行性的关键环节。地面地形及上覆老空区等地质条件限制了下组煤开展地面钻孔导水裂隙带实测。通过理论公式预测导水裂隙带高度后,在温庄煤业井下采用上仰钻孔注水测漏试验,配合井下钻孔电视观测两种手段,综合分析实测数据、观测成果得到了导水裂隙带发育实测高度值。温庄煤业老空积水下的15106工作面的成功开采,验证了研究结果的可靠性。

煤层气排采中煤粉产出量动态变化及影响因素

为了解煤层气排采过程中煤粉产出动态变化规律,对沁水盆地南部投产后的煤层气井不同排采阶段煤粉产出量进行记录和统计,分析了煤粉产出影响因素,并通过实例研究了煤粉产出量动态变化与产气量的关系。结果表明:产水阶段和产水产气两相流阶段是最易产出煤粉的阶段,其中产水产气两相流阶段煤粉产出量总体较高,且煤粉产出明显不稳定、不连续。导流裂缝发育特征、储层构造软煤带发育特征及其与导流裂缝的配置关系,地层流体携粉作用以及排采工作制度是影响煤粉产出量变化的主要因素。最后,提出了加强煤储层地质研究,避开原生煤粉源,研制便携式煤粉产出定量测定装置,制定煤粉预警措施,以及合理优化排采工作制度以减少煤粉对煤层气排采的危害。

高阶煤储层固-流耦合控产机理与产量模式

高煤阶煤层气资源占中国煤层气资源总量的21.2%,是中国目前产量规模最大的煤层气资源。开展高煤阶煤储层控产机理和控产模式研究,有利于提高煤层气有利建产区优选成功率。研究认为,构造和水动力条件是高煤阶煤层气富集的两大主控因素,煤储层微裂隙发育程度、地应力、储层流体可疏导性是控产的3个关键要素。基于这些认识,定义了微裂隙发育指数、地应力控产指数和储层流体可疏导指数,建立了控产效应量化评价方法及三大类12种产量模式,讨论了各种模式的主要控产因素。采用储层流体可疏导指数,量化表征了固态储层、地层流体之间的相互作用效应。提出了三向主应力综合控产的认识,突破了传统上以单一方向应力大小(深度效应)评价控产效应的局限。对比分析开发资料,应用该套评价体系建立的产量模式与实际生产情况高度吻合,验证了控产机理、效应评价方法和控产模式的可靠性。

沁水盆地夏店区块煤层气藏气水分异特征

沁水盆地夏店区块煤层气藏属低孔低渗致密气藏,区块试采情况证实该区气水分布关系复杂。为了明确研究区气水分布规律,对夏店区块试采区煤层气地质条件、压裂和生产动态资料进行分析,阐明夏店区块试采区的气水分布特点,探讨气水分布差异主控因素。结果表明,研究区气水分异主要表现为2种情况,一是高部位产气、低部位产水的重力分异;二是局部井区受断层影响,出现高部位产水、低部位产气的气水倒置现象。根据气水分布特征,以构造形态为骨架,结合储层、压裂及生产动态资料,建立了封闭断层–褶曲、类气顶、开放断层控制、微构造控制、顶底板岩性控制等5种气水分布模式,明确了沁水盆地夏店区块气水分布主要受构造及压裂控制影响,同时提出差异化的井位部署建议,可以指导该区煤层气进一步的勘探开发。

煤层气藏可采性与煤层水关系及关键参数研究

基于煤层气藏的钻井、压裂和排采工程特性差,煤层气藏可采性除了与骨架的机械力学特性密切相关外,其更依赖于煤层气藏内部流体及其空间关系特征。煤层水影响煤层气藏的封闭保存,控制煤层气藏内流体的富集与分异,煤层水的存在能有效增加煤储层渗透性,提高储层的能量。考虑到煤层水在煤层气藏中广泛存在且具有友好的工程特性,为更好地满足煤层气藏地质研究与开发工程实践紧密结合的需要,认为煤层气藏含气饱和度、煤层水特征与煤体结构特征是构成评价煤层气藏可采性的最重要参数,上述3参数不仅能够深刻揭示煤层气藏可采性的本质特征,而且也便于在煤层气藏地质与开发工程实践中获取和应用,实现早期煤层气藏地质研究对开发工程的引领作用。并以沁水盆地南部古城区块煤层开发地质单元为例,介绍了应用这3个参数评价煤层气藏可采性的效果。

基于裂缝特征的高阶煤剩余资源分布预测

高阶煤剩余资源分布预测是气田开发中后期井位调整部署重要组成部分,合理选择井型和井距可促进井组间面积降压、提高产气效果。而目前精确预测剩余资源分布的关键问题是如何确定已开发井的采动影响范围。针对这一问题,以沁水盆地南部区块为依托,系统分析100余口井的地质参数、压裂监测数据和开发动态数据,剖析了影响煤层气井采动影响范围关键因素。研究结果表明:煤层气井的采动影响范围是由煤层的压裂裂缝控制的近似椭圆状分布;而压裂裂缝受构造影响较大,构造类型影响了压裂裂缝方向,单斜构造、背斜翼部、向斜翼部裂缝方向与最大主应力保持一致,背斜轴部裂缝方向与轴向方向一致,向斜轴部裂缝方向与轴向垂直;构造曲率与压裂主裂缝长度呈负相关关系,曲率越大主裂缝长度越短。基于以上研究结果,建立了剩余资源分布预测方法,其方法的核心内容是依据构造相似性原理,利用聚类统计法,根据已开发井构造特征,推测采动影响分布规律,确定剩余资源分布。运用该方法在樊庄北部实施调整后效果明显,为高阶煤中后期开发调整方案编制提供依据。

沁水盆地煤层结构及煤岩储层特征研究

为了得到煤储层特征与测井资料间的关系,从区域地质背景出发,通过对煤心特征、测井、录井及地震等资料分析,研究了沁水盆地樊庄-郑庄区块煤层结构及高阶煤储层的岩性、物性、含气性、含水性、产气性等"五性"特征。结果表明:平面上,樊庄-郑庄区块煤层结构的演化横向上具有较强的规律性,即樊庄地区南部夹矸个数最少,一般为1~2个,其次是郑庄地区,一般2~4个,樊庄北中部夹矸数量最多,一般为3~6个;樊庄灰分整体较低,平均为11%;而郑庄地区的灰分相对较高,平均为18%;樊庄地区平均孔隙度为9%,郑庄地区平均孔隙度为5%;煤质参数越大,单井产能就越高,其中樊庄西南部、中部区域煤质参数最好;郑庄地区的煤质参数整体比樊庄地区差,与实际生产相对应。

鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气勘探突破及未来面临的挑战与对策——以临兴—神府区块为例

煤层气作为非常规油气领域的重要接替能源其潜力巨大,其中,鄂尔多斯盆地深部煤层发育规模良好,但盆地东缘复杂的地质和工程条件制约了煤层气勘探开发的进程。以临兴—神府区块为例,基于已钻井资料、岩心分析资料及排采动态数据,对鄂尔多斯盆地深部煤层沉积和成藏地质特征、生产特征及压裂开采工艺等科学问题进行了探讨。研究结果表明深部煤层中半亮煤、半暗煤均有发育,以原生结构为主;深部煤层气藏具有含气饱和度高、储层能量足、煤体结构有利的特点;厘定了深部煤层气的"甜点区"评价的两个核心指标,即资源性(煤储层能量)和可压性(构造、垂向裂隙带、顶底板与煤层应力差);建立了分形理论定量化+数值模拟表征裂缝复杂程度的新方法,形成了"密切割+大排量+组合支撑剂+前置酸+变黏滑溜水"极限体积水平井分段压裂技术体系;落实了深部煤层的两个产气量控制参数(含气饱和度、含气量),根据产气量特征可将生产井分为压后自喷、排采即见气和常规排采3类。深部煤层气的规模效益开发亟需攻关深部煤层的排烃赋存过程、确定"甜点"富集区的边界条件、研究深部煤层的力学性质与体积改造等基础问题,持续强化地质—工程—排采一体化技术管理,创新企地融合和管理模式,持续提高单井的评估最终可采储量,实现深部煤层气规模效益开发。