煤系“三气”单井筒合采可行性分析——基于现场试验井的讨论

煤层气、致密砂岩气和页岩气(三气)在含煤地层叠置共生,能否实现同井筒合采,决定了煤系非常规天然气的开发效率和技术攻关方向。从分析"三气"赋存特征入手,结合鄂尔多斯盆地东缘临兴地区煤层气和致密砂岩气合采试验井生产情况,探讨了"三气"合采可行性。结果表明:"三气"高效产出的关键在于利用机抽设备排出地层产出液,逐步降低井底流压;持续合采过程中单层的气、水产出对其他层位没有干扰;但停排时,由于不同产层能量衰竭程度不同,动液面上升会产生地层水倒灌导致低压层伤害。根据现场试验,"三气"合采是可行的,各产层类似江河支流向干流流动或电路并联形式存在,进入井筒后协同产出,即"储层并联,气水串联,井下检测、井上控制"。今后工作需进一步研究合适的修井工艺防止停井过程中储层伤害。

煤层气和致密气合采产能方程及影响因素

煤系煤层气、致密气、页岩气("三气")资源量丰富,实现同井筒合采将极大提高资源动用率和开发经济效益,但是当前多层合采条件下气、水的流动状态并不清楚。运用等值渗流理论,建立两层气藏压裂直井模型,推导了煤层气和致密气合采产能方程,分析了排水期和气水同产期的影响因素。结果表明:借鉴电路并联原理,可以建立多层合采渗流方程,求取排水期和气水同产期的合理生产压差;在排水期,岩石压缩系数越小,排水量越大,合理的排采压差也越高,泄流半径和初始渗透率等对排水量有影响,但对排采合理压差没有影响;在气水同产期,初始渗透率和岩石压缩系数对排采合理压差有一定影响,但兰氏应变常数、裂缝导流能力和弹性模量等对排采合理压差基本没有影响。相关成果对认识多层合采条件下气、水流动过程,开展产能分析,建立合理的排采制度具有重要的指示意义。

煤系气合采产出数值模拟研究

实现煤系煤层气、致密气和页岩气("三气")同井筒合采,是提高单井产能和地下资源可动用率的有效手段,但是合采条件下的气、水产出过程,特别是不同层位的气水贡献率、产气压力和含气饱和度变化均不清晰。建立煤层气和致密气协同产出的数值模型,结合现场试验井地质参数和气水产出曲线,查明了煤层气和致密气产出过程,分析了其影响因素。结果表明:合采模型可与单采模型对比验证,具有很好的适用性;可实现气井产能劈分,明确不同层位的气、水产出贡献;排采过程中压降速度降低,产气高峰推迟,但后期产气量变化不大;煤层与砂岩之间压力系统越相近,合采效果越好;改善压裂效果可短期提高产气能力,但对总产气量影响不大;煤层的基质收缩和应力敏感会影响产气效果,但深部地质条件下的变化特征有待进一步探讨。相关结果可对煤系气协同开发方案的制定和完善提供指导,并进一步推动煤系"三气"的同井筒合采。

煤系气分层合采工艺技术研究

针对煤系地层气各层压力体系不同、储层差异性大,常规采气工艺适应性差的问题,提出煤系多气分层合采工艺,进一步提升煤系地层气开发效益。根据研究区煤系气叠置类型,立足“三抽”设备基础,设计了基于空心抽油杆柱的三气合采工艺管柱,实现了“机抽+自喷”组合的同井筒分压分采工艺技术,为煤系地层气煤系气不同压力系统储层同井筒立体开发提供技术参考。