构造条件和水力压裂控制下的煤层气井异常高产水成因探讨

煤层气开发实践表明,产水量过高的煤层气井普遍存在低产气甚至不产气的现象,这成为煤层气开发低效的重要原因。为了分析异常高产水的主控因素,以沁水盆地柿庄南区块煤层气井为研究对象,基于区内大量的煤层气井生产资料,通过单因素方差分析及非线性拟合方法,确定了异常高产水的量化指标,并分析了不同因素控制下的异常高产水成因,探讨了相应的解决对策。研究结果表明:对于沁水盆地柿庄南区块排采时间已达8 a的高煤阶煤层气直井,异常高产水的量化指标为平均产水量大于3.22 m^(3)/d;区内煤储层上部砂岩含水层的发育是异常高产水的先决条件,复杂构造地质背景下的异常高产水现象更为普遍,北部断层和陷落柱附近发育密集程度不同的天然裂缝,异常高产水的高风险区为分别距离断层和陷落柱600,900 m范围内。在中南部弱构造活动区,水力压裂裂缝和局部水动力场成为异常高产水的主控因素,局部洼陷内煤层海拔越低,裂缝规模和高度越大,越容易导致异常高产水,且发育垂直或高角度倾斜剪切裂缝的煤层气井异常高产水的风险更高。因此,以远离断层和陷落柱等复杂构造为原则来布井,兼顾含水层发育特征与压裂裂缝规模的适应性,尤其是在局部洼陷内煤层海拔相对低点,控制煤层气井压裂裂缝规模以防沟通含水层,从而避免异常高产水导致煤层气井开发低效。