柳林煤层气储层敏感性评价实验

为实现柳林地区煤层气的合理高效开采,对该区主力煤层气储层进行了煤岩流速敏感性、水敏性、碱敏性和酸敏性实验评价。实验结果表明：柳林山西组煤样速敏损害程度中等偏弱至偏强,临界流速低;水敏损害程度为无水敏至中等偏强;碱敏损害程度为中等偏弱至强碱敏,临界pH值为7。此外,煤样的碱敏损害程度与其吸附氢氧根离子量具有正相关性;煤样盐酸酸敏指数为？2.546~0.004 5,无酸敏性。由此建议：煤层气排采初期,应控制排采速度在2 m/d之下以实现平稳降液;压裂液配方中应采用1%~2%的KCl作为防膨剂;入井液的pH值应控制在7以下。

低、中煤阶煤层气地质选区评价体系

地质选区是煤层气勘探与开发的基础工作。我国低、中煤阶煤层气资源丰富,完善煤层气地质选区评价体系十分重要。笔者对影响煤层气勘探开发潜力的各种因素进行了综合分析,确定了主要影响因素,并利用多层次模糊评判法建立了低、中煤阶煤层气地质选区评价体系。研究表明:处在勘探初期的低煤阶煤层气选区的主要影响因素为煤层的生气潜力、储集性能和煤层气的保存条件;进入开发期的中煤阶煤层气选区的主要影响因素为煤层气的资源条件、赋存条件和开发条件。通过实例应用,彬长区块低煤阶煤层气勘探区可分为6类,一类区主要分布在亭南—大佛寺矿区以及雅店矿区北部区域,向周围煤层气勘探潜力降低;柳林区块中煤阶煤层气开发区可分为5类,一类区主要分布在东南部CLY井组和中北部FL-EP1井区的东北侧区域,北部聚财塔断层附近最不利于煤层气开发。

柳林区块煤层气井生产动态及其影响因素分析

针对柳林区块煤层气井生产动态影响因素复杂,无法制订合理的增产措施等问题,分析了区内50余口井排采动态规律,探讨了不同类型井产出动态的影响因素。结果表明：区内气井以中低产井为主,初期见气快,后期产气量下降严重。水平井相比于垂直井、丛式井,产气量相对稳定高产。煤层厚度、水文条件是分别影响山西组、太原组煤层产能的主要地质参数,结合工程因素分析认为,区内煤储层敏感性较强,压裂规模以及储层损害是造成区内垂直井低产的主要原因。同时,提出相应的增产参数指标：加砂量大于35 m3,施工液量大于400 m3;排采初期控制液面下降速度为2~10 m/d,产气后套压为0.1~0.3 MPa,减少关井次数,停排采时间小于20 d。

利用等温吸附曲线估算柳林区块煤层气可采资源量

为解决可采资源量计算结果与实际值的误差问题,利用体积法对柳林区块山西组和太原组的煤层气资源量进行计算,采用解吸系数法和等温吸附曲线公式法对计算得到的煤层气资源量进行校正,估算柳林区块的煤层气可采资源量,较好地解决了煤层气资源可采潜力的问题,为下一步编制开发方案和确定投资规模奠定基础.

考虑煤粉堵塞影响的煤储层渗透率模型及其应用

为了准确预测煤层气井生产动态、制订合理的排采制度,建立了考虑煤粉堵塞影响的煤储层渗透率模型,然后基于该模型对保德区块、沁水盆地、柳林区块、韩城区块、黄陇煤田共15组煤样的室内煤样速敏实验数据进行了拟合,求得各煤样的渗透率模型;在此基础上,将建立的煤储层渗透率模型引入到前期编制的煤层气井动态分析软件中,并进行了2口煤层气井的生产历史拟合;以其中一口煤层气井(W1井)的拟合参数为基准,研究了煤粉堵塞参数对煤储层渗透率及煤层气井生产动态的影响。研究结果表明:①所建立的考虑煤粉堵塞影响的煤储层渗透率模型能够定量化描述煤储层渗透率随流体流速的变化,同时该模型可以被嵌入到煤层气数值模拟软件或煤层气井动态分析软件中,应用范围广;②保德区块煤储层渗透率受煤粉堵塞的影响相对较小,而煤粉堵塞对于沁水盆地、黄陇煤田煤储层渗透率的影响不可忽视;③理论最大渗透率损害率(Dmax)和渗透率损害率指数(n)越大,煤粉临界堵塞流速(vcr2)和0.5Dmax对应的相对流速(v0.5)越小,煤粉堵塞对煤储层渗透率的影响越显著;④为减小煤粉堵塞对煤层气井产能的不利影响,在排采过程中尤其是产气初期,要适当减小生产压差,以避免对煤储层渗透率造成恶性伤害。

地质导向技术在煤层气水平井中的应用——以柳林区块某多分支水平井为例

地质导向技术能有效提高煤层气水平井施工成功率和煤层钻遇率,但由于其具有导向参数多、工艺要求高、易受地质因素影响等特点,使其在实际应用中还存在诸多难点。以柳林区块内某多分支水平井为例,针对该井现场地质导向作业面临的资料缺乏、参数受欠平衡钻进干扰、煤层结构复杂等难点,建立合适的地质导向模型,优选合理的导向参数和导向系统,对地质导向技术在实际应用中的工艺与流程进行了系统论述。实践表明,地质导向技术在该井的应用效果良好:煤层钻遇率达到了93.1%;截至目前,该井的产气量达8600m3/d,且还在进一步提升。

山西柳林地区煤系地层对比特征

山西柳林煤层气区块的煤系地层是在奥陶系海相碳酸盐岩基础之上发育的一套包含了灰岩、煤层和碎屑岩在内的海相、海陆交互及三角洲相的石炭-二叠系沉积地层层序。所有这些地层在以往的工作中已得到充分鉴别,并且在区块东部均有出露。通过对地质标志层的特征描述并结合测井资料所做的地层对比,进而深入了解了该区煤系地层的横向展布格局。

柳林区块煤层气井煤粉产出影响因素分析

煤粉产出是影响煤层气开发的关键因素,查明煤粉产出的影响因素对于煤粉预防和管控具有重要意义。基于柳林区块的地质背景和煤层气开发情况,通过对现场排采井的生产曲线及排采过程和钻井过程中产出煤粉的研究,从静态因素和动态因素两方面分析了影响研究区煤层气井煤粉产出的控制因素。研究表明,由于煤粉问题导致修井作业造成的排采不连续对煤储层的伤害非常大,修井作业后重新排采,产气量很难恢复到原有的稳定产气水平。煤储层中镜质组和黏土矿物的占比越高,越容易产生煤粉。不同类型煤体结构煤储层产出煤粉浓度:Ⅲ类煤>Ⅱ类煤>Ⅰ类煤。煤层结构越复杂,含夹矸层数越多,越容易产生煤粉。多分支和单分支水平井产出的煤粉浓度普遍高于直井和定向井。水平井水平段井眼沿最大水平地应力方向钻进更容易产生煤粉,井斜越大越容易产生煤粉。排采速度突然增加,会导致煤粉产出增多,煤粉粒度呈现双峰分布。

柳林区块煤层气水平井煤粉产出特征及影响因素研究

为了揭示煤层气水平井产出煤粉特征,开展了柳林区块L1煤层气水平井产出煤粉的现场连续监测,采用精密天平、激光粒度测试仪和扫描电镜对煤粉样品进行浓度测量、粒度测试和形态观察。分析了煤层气水平井在排采过程中产出煤粉的浓度、粒度和形态特征及其影响因素。结果表明,煤粉浓度范围为0.2~6.5 g/L,煤层气井排采参数的突然改变会使煤储层受到气液流的冲蚀,导致煤粉浓度的增加;煤粉颗粒分布范围为1~500μm,煤粉粒度的大小与气液流速有关,排采参数发生变化,气液流速增大会将粒度较大的煤粉带到井口;煤粉颗粒的形态主要为块状和粒状,煤粉颗粒的形态与煤层的煤体结构类型有关,煤粉颗粒有光滑表面和粗糙表面两种,表面常附着有高岭石等无机矿物,煤粉表面特征与煤岩和无机矿物成分有关。

柳林地区煤层气排采控制因素及改进措施

我国煤层气总体具有低压、低孔、低渗、低产的特点,这给煤层气排采工艺技术带来了很大的困难与挑战。柳林区块作为中联煤层气有限责任公司建产的主力区块,地质条件复杂,开采难度较大,因此,有必要加强该区煤层气排采规律的研究,制订科学、合理的定量化排采工作制度,实现稳产并提高单井产量。

煤层气水平井施工井漏问题及解决办法

根据中国煤炭地质总局一二九勘探队在山西柳林区块煤层气水平井施工中的井漏问题及相应的解决办法进行了总结归纳。对于不同的漏失情况对应的解决办法进行了探讨和总结,对该区水平井施工有一定的借鉴意义。

鄂尔多斯盆地东缘柳林区块煤层气富集高产主控地质因素分析

本文初步总结了柳林煤层气区块产能地质主控因素,包括煤层气富集主控因素:沉积环境、构造特征、水动力条件;煤层气井高产主控因素:渗透率、厚度、含气量、埋深。研究表明:区块储层自东向西埋深变大、厚度变薄、物性变差,单井峰值产气及稳产周期明显下降;同井型及工艺条件下起抽压力梯度介于0.2~0.5MPa/100m时,产气效果最好;表征产气量与煤层厚度、含气量的关系的综合系数α与产气量成正相关关系,当α>1.23时,单井日平均产气量在2000m^(3)/d以上。

柳林区块煤层气储层特征及产量控制因素分析

柳林区块煤层气地质条件、储层条件优越,含气量及含气饱和度高,产气潜力大。煤层气的产量受多重因素影响,通过分析已投产煤层气井的生产特征,对比高产井和低产井存在的差异性,揭示柳林区块控制煤层气井产量的主控因素,指导下步煤层气的滚动开发。

鄂尔多斯盆地东缘柳林煤层气区块储层特征及排采制度建立与优化

本文总结了区块储层主要物性参数展布特征及规律,分析了不同储层物性条件下排采控制中存在的问题并建立及优化了区块排采制度。研究表明:区块自东向西埋深、渗透率、厚度变化明显,以垂深700m为界,渗透率明显降低,排采上则反映同井型同工艺下单井峰值产气及稳产周期均明显下降,表明在排采控制过程中要采取更缓慢的排采制度;将区块煤层气排采制度划分为3个排采阶段:单相产水快速降压阶段、气水两相流缓慢提产阶段、稳定降压稳产阶段。

不同煤体结构煤储层与煤层气井产出煤粉特征的关系--以鄂尔多斯盆地东缘柳林区块为例

不同类型煤体结构煤储层对煤层气井产出煤粉的影响不同。以鄂尔多斯盆地东缘柳林区块为研究区,为了查明不同煤体结构煤储层分布及其对煤粉产出的影响,基于测井资料构建了主成分分析-支持向量机(PCA-SVM)煤体结构预测模型,应用PCA-SVM模型预测了柳林区块3+4号煤层不同煤体结构煤的分布。根据煤层气井产出煤粉监测和测试结果,分析了煤层气井产出煤粉特征,探讨了煤储层的煤体结构与煤层气井产出煤粉特征的关系。研究结果表明:研究区3+4号煤层煤体结构类型以Ⅱ类煤为主,Ⅰ类煤次之,Ⅲ类煤最少。垂向上,3+4号煤层不同煤体结构煤分层发育,平面上,3+4号煤层的Ⅰ类煤主要分布在研究区中部和东南部,Ⅱ类煤和Ⅲ类煤主要发育在研究区北部和西南部。研究区内的主要构造控制了3+4号煤层煤体结构的平面分布,Ⅰ类煤主要发育在离断层和褶皱较远的构造简单区,Ⅱ类煤主要发育在背斜轴部及伴生断层附近,研究区北部的Ⅲ类煤主要受聚财塔大断层的控制,南部的Ⅲ类煤主要受褶皱和断层双重构造作用的影响。煤体结构类型决定了产出煤粉特征,构造煤是煤粉产出的主要控制因素。不同类型煤体结构煤储层产出煤粉质量浓度大小为Ⅲ类煤>Ⅱ类煤>Ⅰ类煤,Ⅲ类煤对产出煤粉质量浓度起着主导作用,随着Ⅲ类煤厚度的增加,产出煤粉的粒径整体呈现出变小的趋势。不同类型煤体结构煤储层产出煤粉的形态特征不同,Ⅰ类煤产出的煤粉多呈柱状、不规则块状,Ⅱ类煤产出的煤粉多呈块状、球粒状,Ⅲ类煤产出的煤粉多呈片状、薄片状。产出煤粉特征与煤体结构类型具有良好的相关性,因此,可以用煤层气井产出煤粉特征来验证测井判断煤体结构的解释结果。