基于地震属性优选技术的煤层气开发单元划分

为了进一步提高煤层气井开发效果,提取了目标煤层的多种地震属性,同时建立了已开发井产量分布样本;在此基础上,通过对所有地震属性与产量样本拟合分析,利用指标权重法计算,相干和均方根振幅2种地震属性对产量影响的累积贡献率达到85%以上,因此优选了相干和均方根振幅2种地震属性;通过2种属性与产量的拟合相关系数,建立了综合属性预测公式,划分了有利开发单元,使得预测结果与已开发井产量的相关性得到加强。结果表明:通过开发井资料与地震属性优选技术,可准确的划分开发单元。

沁水盆地樊庄区块煤系水分布及其对排采效果的影响

樊庄区块为高煤阶煤层气田具有典型代表性的区块之一,精细化表征煤系水的分布特征,分析其控气作用,对于指导类似区块煤层气开发意义重大。据此,采用数理统计、回归分析及数据拟合的方法,建立了煤层及砂岩的测井识别特征,构建了含水量计算模型,探究了煤系水分布与排采效果之间的关系。研究表明:研究区3#煤层测井识别特征为高电阻率(853.86~5 968.9Ω·m),低体积密度(1.26~1.49 g/cm^(3)),低自然伽马(18.4~60.51API);砂岩含水层测井识别特征为低电阻率(70~316.2Ω·m),高体积密度(2.51~2.68g/cm^(3)),低自然伽马(56.4~116.19API);研究区纵向上岩性以煤、泥岩、砂岩及砂质泥岩为主,横向上煤层分布稳定,砂岩含水层分布不均匀,井控水量区域差异性大;研究区煤层分布较为稳定,在不考虑二次压裂影响的情况下,将累计产水量1 200m^(3)作为煤层是否接受外来水源补给的界线;煤层气井开发过程中,在构造及沉积条件相似的情况下,煤系水的来源越广泛、规模越大,则煤层气井见气时间越久、排水降压阶段持续时间愈长,产水量越高、产气量越低。

樊庄区块煤层气井产能差异的关键地质影响因素及其控制机理

以樊庄区块16口煤层气井地质资料、排采资料为依据,分析了该区块煤层气井之间产水量和产气量差异的地质影响因素,并进一步探讨了这种差异的地质控制机理。研究结果表明:产水阶段,地下水流体势通过影响煤层水的流向和煤储层含水量控制煤层气井产水量,渗透率通过影响煤层水在储层中的流动能力控制煤层气井的产水量,煤储层渗透率与地下水流体势的负相关性促进了煤层气井之间产水量的差异;产气阶段,排水降压效果通过影响煤层气的解吸量及气、水两相的饱和度和相对渗透率控制煤层气井之间的产水量和产气量差异;另外,煤层气井连通后出现的气水分异现象,进一步促进了煤层气井之间产水量、产气量的差异。

沁水盆地樊庄区块构造对煤层气富集的控制作用

在对樊庄区块褶皱形成力学机制研究基础上,从煤层气藏构造演化史的角度,结合樊庄区块煤层气排采实际资料,建立了沁水盆地樊庄区块三种类型煤层气成藏模式,即原生型、调整型和改造型,其中改造型又可分为原生改造型和调整改造型,旨在研究沁水盆地樊庄区块构造对煤层气富集的控制作用,为认识局部微小构造对煤层气藏的控制作用提供参考。本区煤层气开发实践表明,不同成因的气藏宜采用相应的勘探开发策略。

地质构造对煤层气井产能的控制机理与规律

探讨了构造演化与构造形态对煤层气井产能的控制机理,并结合沁南地区樊庄矿区实践,分析了构造对不同产能煤层气井分布的控制规律。研究表明:构造演化控制煤层气的整个成藏过程;后期构造形态对煤层气的运移和保存至关重要,褶曲两翼及向斜核部含气量高,背斜核部及开放性断层附近含气量低。同时对樊庄矿区研究表明:煤层气井产能与所处构造部位密切相关,高产井主要分布于褶曲构造翼部、复向斜的次级背斜核部及复背斜的次级向斜核部,日均产气量可达1 000～5 000 m3;低产井及产水井主要分布于复背斜的次级背斜核部及正断层断裂带附近,日均产气量小于500 m3。

煤层气井排采液面-套压协同管控——以沁水盆地樊庄区块为例

以樊庄区块煤层气开发直井排采管控为研究实例，以排采工程数据为主要依据，探讨各排采控制阶段流体流动形态与煤储层伤害机制，揭示排采液面一套压协同控制过程，并基于煤层气井排采曲线分析和高产气井排采参数统计，获得排采液面-套压协同控制指标。研究结果表明，樊庄区块煤层气井需经历“以液为主-气、液混合-以气为主”的排采控制过程以及排水降液面阶段、憋压阶段、产气量上升阶段、稳产阶段和产气量衰减阶段5个排采控制阶段，其中，排水降液面阶段、憋压阶段、产气量上升阶段是流体流动形态转变和储层伤害的易发阶段，也是排采管控的关键阶段。排水降液面阶段以日产水量为控制参数，以井底流压为评判指标，采取缓慢、长期的排采原则；憋压阶段以日产水量和套压为控制参数，以憋压、稳定动液面的方式实施管控；产气量上升阶段采取适当憋压、提升动液面的控制原则，保持套压高于0．2MPa，控制日产水量缓慢降至0．2～0．5m。，使动液面深度回升至煤层中部以上10~50m；稳产阶段需适当憋压，稳定动液面在煤层以上，并维持排采作业稳定；产气量衰减阶段尽量避免较大幅度的排采制度调整，使产气量、产水量平稳下降。

无因次产水图版预测煤层气井产水量研究

目前,煤层气井产水量预测主要采用数值模拟方法,该方法可以较好地描述煤层气赋存、运移及产出机理,但应用起来较为繁琐、费时。为此,以山西省南部沁水盆地南部樊庄区块实际地质和动态资料为依据,通过引入无因次参数组合绘制煤层气井无因次产水曲线,并对影响该曲线的煤层面积、裂缝孔隙度、渗透率等14个参数进行了敏感性分析,绘制了无因次产水图版,形成了一套简单、可靠、快速预测煤层气井产水量的方法,并对方法的准确性进行了验证。结果表明,表皮系数、未饱和度和气、水相相对渗透率对无因次产水曲线的影响较大,其他参数对其影响较小,误差均小于10%;无因次产水图版预测煤层气井产水量与实际日产水量误差为6.78%,具有较高的预测精度,可供现场应用。

樊庄煤层气井X1产能模拟及排采优化对策

对樊庄区块煤层气井X1进行产能模拟并分析其产气效果,通过选取同区域、相似地质条件的若干高产井进行排采对比,得出有助于X1井产能提升的排采优化对策:合理控制套压和液面深度;适当增加排水量;分级逐次降压。

郑庄与樊庄区块高煤阶煤层气开发差异及其主控因素分析

查明高煤阶煤层气开发差异的主控因素对于实现效益开发意义显著。基于沁水盆地南部郑庄和樊庄区块高煤阶煤层气井生产特点对比,首次提出了储层流体可疏降系数以反映流体在煤层中疏降能力,探讨了地质、储层和流体等因素对高煤阶煤层气井气、水产出的差异控制并揭示了主控因素。结果显示:相对樊庄区块而言,郑庄区块煤层气井产气量低、产水总量大、解吸前排采时间长、气水产出比小,且地质和储层特点表现为地应力梯度高、地温梯度较高、煤厚较薄、煤层结构较复杂、裂隙较发育、渗透率较低、储层流体可疏降系数较小等。影响区块煤层气井产出差异的直接因素为渗透率和储层流体可疏降性,而控制渗透率的关键地质因素为地应力、控制储层流体可疏导性因素为煤储层本身特性。建议该区块有利区优选以寻找低地应力条件为主,针对高地应力区宜采取有利于地应力释放的储层改造措施。

构造模式与煤层气井产能的关系——以晋城煤区为例

随着山西省晋城煤层气区煤层气商业化开发规模的不断扩大,煤层气井积累的数据越来越丰富,为研究不同构造模式下煤层气井的产能提供了充足的数据支持。为了分析各种构造模式对煤层气井作业的影响及其与产能的关系,将该区构造模式大致分为断层构造、褶皱构造和陷落柱构造3类,结合煤层气井的生产数据和地质资料,对不同构造模式下煤层气井的产能情况进行了总结;最后,分析了煤层气水平井与小构造的关系,提出了水平井布井的基本原则,即水平井排采井筒应位于构造低部位。

樊庄区块煤层气开发地质类型与开发技术模式

针对樊庄区块3号煤层划分为4类地下水补给类型以及6类开发地质类型情况,提出并探讨了该区块煤层气开发技术模式。研究认为,供给型难解吸储层有越流补给,且渗透率较高,适合大间距井网、小规模压裂和高抽油机冲次;补给型难解吸储层地下水流体势较低,可采用大间距井网、大规模压裂和高抽油机冲次;半封闭型难解吸储层补给水量较小且持续性好,适合于小规模压裂、高抽油机冲次;半封闭型易解吸储层补给水量较小且持续性差,可采用大规模压裂和高抽油机冲次;封闭型易解吸储层地下水流体势较高,适用于大规模压裂和低抽油机冲次;封闭型难解吸储层渗透率过低,可采用大规模压裂、小间距井网、低抽油机冲次。

沁水盆地南部煤层气储层特征及可采性研究

根据沁水盆地南部的樊庄、郑庄两个区块的煤层气勘探开发资料,以及吸附性、渗透性测试结果,分析了研究区储层的物性特征,采用五指标法和模糊数学评价法对两区块可采性进行系统评价。研究认为:两区块所处的地质构造背景相似,均属于Ⅰ类资源大区,但因两者在储层埋深、储层压力、含气性等方面存在一定的差异性,使得樊庄区块煤层气的开发条件要优于郑庄区块。

沁水盆地樊庄区块煤层气资源与探明储量

应用含气量法对沁水盆地樊庄区块主要目标煤层的煤层气资源量和探明储量进行了计算。通过采用块段划分、平均取值、统一求和的研究方法,得出结论为:该区块煤层气资源丰富,总资源量达735.32×108m3,资源丰度大,为2.32×108m3·km2;煤层气探明储量高,3号、15号煤层累计探明储量349.05×108m3,累计探明可采储量174.53×108m3。研究结果表明,该区块的煤层气资源量和探明储量之大,在我国尚属首例,可以称之为煤层气高富集区。

煤层气井初期排水速率模型及其应用分析

为了确定在煤层气井排采初期的排水速率对产气阶段的影响,根据渗流理论以及地下水动力学,建立产水阶段的排水模型,通过对比理论模型与实测资料,得出樊庄区块的排采速率在0.89~6.28 m^3/d。提出产能评价指标,分析得出,制定一个合理的排水速率对于提高产能是十分必要的。

沁水盆地樊庄区块煤层气直井排采特点

沁水盆地樊庄区块3#煤层具有埋深适中、煤层厚度大、分布稳定、煤质好、煤层割理发育、保存条件好等诸多特点,但受地质构造、水动力条件等因素控制,平面上具有"富集成片,贫瘠成带"的分布规律,大部分区域利于煤层气规模开发。本文以樊庄区块煤层气井生产数据为基础,将煤层气直井排采生产分为排水降压、控压阶段、稳定产气、产气衰减四个阶段;综合分析了樊庄区块煤层气直井生产过程中的产气、产水变化特点,总结出各阶段控制要点,这些认识对今后煤层气排采工作具有借鉴意义。

沁水盆地樊庄区块煤层气井开发特点及管理方法

排采管理是煤层气开发过程中的一个重要环节,如何切实保障煤储层不受伤害,最大限度发挥产能是需要开发者持续关注的问题。本文以樊庄区块为例,通过跟踪研究直井、水平井生产动态数据,总结出高阶煤煤层气具有解吸时间长,气水产量差异大,井口压力低,煤粉产出量多,产量构成以老井为主等开发特点。并初步探索出一套定性-半定量的排采控制方法和"ABC"动态分类管理办法。现场运用效果较好,实现了区块产量的平稳上升。

无烟煤储层煤层水的相变传质过程及其煤层气开发的工程启示

科学认识煤层孔裂隙中流体流动与传质机理是实现煤层气高效产出的治本之策。煤层气开发过程中,煤层水的赋存和运移产出特征不仅决定了煤层气井疏水降压效果,同时显著影响了CH4解吸、运移、产出过程,对煤层气井高效排采管控至关重要。以沁水盆地南部樊庄区块为例,基于煤层水赋存形式、产出过程和流动形态的认识,开展了煤层水相变传质机制的研究,并量化了工程背景下无烟煤储层煤层水相变传质的阈值孔径,探讨了其对煤层气开发的工程启示。结果表明:煤层水的赋存状态可动态转变,流体压差是发生动态转变的主要机制。水的单相流动阶段,可动水的运移主要受表面张力作用;工程背景下,大孔(孔径>50 nm)尺度孔裂隙中可动水的运移产出是煤层压力整体释放的前提,并奠定了煤层气井高产稳产的基础。气水两相流条件下,束缚水(毛管水)向可动水的转变受煤岩润湿性以及气水之间的界面性质与相互作用的重要影响,并因毛管效应发生而压力条件要求增加。其中,泡状流和气团流为主的阶段,CH4的解吸产出促进了部分介孔(2~50 nm)尺度孔裂隙中束缚水(毛管水)向可动水的转变,并决定了煤层压力的整体释放效果;指示了见套压后,煤层压力的整体释放是气水两相共同作用的结果,排水阶段向降压采气阶段缓慢过渡对煤层气井高产是必需,持续憋压可能造成介孔尺度孔裂隙中过早形成段塞流,不利于煤层气井高产稳产。随煤层压力降低,等效孔径>40 nm的孔裂隙中的液态水可汽化脱离形成气态水自由水,与吸附态CH4形成竞争吸附/解吸,而等效孔径<40 nm的孔裂隙中的煤层水则以液态形式保存或进行润湿迁移,对气水两相流阶段束缚水(毛管水)向可动水的转变影响较小。

樊庄煤层气区块井网调整的实践及认识

樊庄煤层气区块是华北油田最早开发的区块，由于初期基础资料少，对地质、开发认识不深入，造成建产时主、分支下倾的水平井较多，直井井网配置关系较差。2010～2011年间的井网调整工作，对于区块开发形势的改善起到了积极作用。通过分析调整井生产状况，评价井网调整方式及效果，认识到井网调整有if,0于樊庄区块产量持续上升。井网调整对于促进煤层气井形成井间干扰，改善煤层气藏的开发效果具有较好作用。

樊庄区块煤层气水平井产能模式划分及分类评价

为探究水平井开发动态及生产特征,对樊庄区块56口煤层气水平井的实际生产资料进行了跟踪研究,确定了4种产能模式(低产气井、中产气井、中高产气井和高产气井),共计8个亚类。分析了不同产能模式气井的生产特征及影响其开发效果的部分因素,并提出了相应的水平井开发建议,结果表明:制约水平井开发效果的主要因素为地质因素、工程因素和管理因素,其中又以煤储层富集高产认识、断层识别及工程上的井眼稳定性问题尤为突出;根据地质条件合理部署井位,尽量避开断层,同时综合考虑煤层产状、煤体结构、顶底板稳定性及高煤阶煤储层固有力学性质对钻井的影响,排采过程中保证排采连续性,才能实现煤层气水平井的高效、绿色开发。

樊庄区块开发过程中煤储层渗透率动态变化特征

为了查明煤层气开发过程中煤储层渗透率动态变化特征及其与产能的耦合关系,在揭示开发过程中煤储层渗透率动态变化机理,推导渗透率计算方法基础上,结合沁水盆地南部樊庄区块煤层气井开发实际,反演了不同开发井区、不同产能类型井开发过程中煤储层渗透率的动态变化特征。研究表明:建立的孔隙度-渗透率模型可以有效反演煤层气开发过程中的渗透率动态变化。开发过程中煤储层动态渗透率伤害率受应力敏感和基质收缩效应共同制约,与储层压力、含气量和原始渗透率关系密切。煤储层渗透性和产气能力的协同良性发展是实现高产稳产的关键,缓慢连续的排采、适中的高储层压力、高含气量和较高的原始渗透率是保证储层后期渗透率出现反弹现象的重要因素。