基于层次分析灰色定权聚类的煤层气开发甜点预测方法——以柿庄北区块为例

随着煤层气产业的发展以及非常规油气勘探开发一体化的要求,当前煤层气的勘查评价工作逐渐由勘探选区向开发甜点选区推进。然而,受限于勘探开发阶段或资料占有程度,当前多数的选区评价体系对煤储层的可改性和煤层气的可采性考虑不足,在指导开发区井位优选或加密井方面效果不佳。基于沁水盆地柿庄北区块100余口煤层气参数井和开发井资料,分析区内3号煤层煤层气开发的资源条件、储层可改造性和煤层气可采性,采用层次分析和灰色定权聚类方法构建评价模型,评价了煤层气开发甜点区,为区内新井和加密井的部署提供依据。评价模型以煤层含气量、煤厚反映煤层气资源条件;综合考虑地应力环境和岩石力学性质,构建储层综合可改造性参数,评价储层可改造性;使用原始结构煤和碎裂煤占比、临储比和储层原始渗透率反映煤层气的可采性。每个参数采用word聚类方法分级,每个点位(每口井)计算出综合优度并排序,最终划分出煤层气开发甜点区。评价结果表明,研究区中部综合优度大于65的地区为进一步开展开发工作的甜点区。

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。

柿庄北区块煤层气井排采制度研究

针对沁水盆地南部柿庄北区块煤层气井排采压降规律不清、阶段划分不明确、排采制度不合理等问题,基于煤层气吸附-解吸规律及气液固三相流动特征,根据现场工程实践,结合研究区煤储层特点及不同开发时期生产规律,以井底流压控制为核心,确定排采制度的关键参数,形成可量化、操作性强的七段式控压排采制度。将该研究成果应用于柿庄北区块煤层气生产井,同井区达产率均值由19.3%上升至52.3%,提产效果显著。该制度扩大了深部煤层气排采井压降漏斗范围,有效增大了泄压面积,提高了单井产能,对于煤层气老井上产、新井投产具有指导和借鉴意义。

构造煤的测井曲线判识——以柿庄北区块为例

为定量判识构造煤并获取其分布信息,以测井曲线技术为指导研究了构造煤的地球物理特征。总结了煤体结构测井参数变化规律并做出了测井曲线模版,并应用此原理对柿庄北区块煤体结构进行了研究。结果显示:构造煤具有自然伽马负异常、声波时差正异常、低电阻率、井径扩径、人工伽马高幅值等特征;人工伽马与声波时差组合对于煤体结构划分具有较好的判识性。柿庄北区块15号煤构造煤(46%)比3号煤更为发育(13%),为制约15号煤煤层气产量的关键因素;柿庄北区块东北部与西南部构造煤发育,主要受西部NE-NNE向断层及褶皱的控制。

柿庄北区块3号煤含气量影响因素关联性分析

为了确定沁水盆地柿庄北区块3号煤层含气量变化的主控因素，在综合选取了地质构造、顶板盖层、水文地质条件、埋深、煤变质程度、煤厚、孔隙特征、镜质组、水分、灰分这10个地质影响因素的基础上，运用灰色关联分析法，对各地质因素对含气量的影响程度进行定量分析，计算了各地质影响因素与含气量之间的关联度。结果表明：各地质影响因素与含气量的关联度为0.5189~0.8513，均大于0.5，即各地质因素对含气量变化均有影响，其中地质构造与含气量之间的关联度最大，表现出褶皱控气的特点，而煤层厚度与含气量之间的关联性最差，水文地质条件对煤层气分布也具有一定的控制作用，其它几个地质因素与含气量的关联度较小且相互之间比较接近，对含气量变化的控制作用不是十分明显，因此认为地质构造是导致沁水盆地柿庄北区块3号煤层含气量变化的主控因素。

柿庄北区块煤层气勘探开发一体化管理模式探索及成效

柿庄北区块煤层气勘探开发前期阶段采用常规油气传统的勘探开发分界管理模式,经历长达8年的勘探工作后,面临前期勘探投资大、气井达产周期长,投资回收率慢、工艺技术需进一步优化的问题。2017年,通过在该区实施一期、二期约30口煤层气井勘探开发一体化试验,取得了显著成效。试验从地面地下一体化井位部署、地质工程一体化过程跟踪、产量销量一体化效益开发等“三个一体化”方面探索了勘探开发一体化的管理模式,实现了当年勘探钻井、当年压裂投产、当年试产的目标,大大缩短了生产周期,实现了销售,加速了增储上产的步伐。