潘庄区块煤层含气性分布规律及地质控制因素分析

基于沁水盆地南部潘庄区块主煤层的含气性特征,从煤阶、显微煤岩组分、构造、水文地质条件等4个方面探讨了影响该区块主煤层含气性的地质控制因素。结果表明:区块煤层含气性具有2个典型特征,太原组15号煤层含气性好于山西组3号煤层,与水力逸散作用对太原组煤层气保存条件破坏相对微弱的特点相关;含气饱和度随埋深加大呈现先减后增的变化,转折点埋深约500 m。同时发现,该区块随煤阶增高,含气量、孔隙度、吸附性均呈先升后降的变化,认为这是第4次煤化作用跃变对煤层气地质条件控制效应的具体体现;煤层含气量显现为次级向斜控气的典型特征。

潘庄区块煤层气井网优化设计与产能预测

为科学地布置煤层气井,保证煤层气资源得到合理、充分的开发,在综合分析潘庄区块煤储层地质条件的基础上,选择该西部QN-3井为中心的1 000 m×1 000 m正方形区段作为模拟区域,模拟目的层为3号煤,运用COMET3软件,通过历史拟合校正了基础数据,基于不同井数(4～6口)设计了4种井网方案,并对各方案进行了产能数值模拟和预测。结果表明,该区最优井间距为500 m左右,最佳布井方案为正方形加心和正五边形加心,中心井可以大幅提高产量。

煤层气井排采时地下水响应瞬变电磁法探测研究

为了有效地对煤层气排采期间水文地质动态变化规律进行监测,以潘庄区块为研究对象,利用瞬变电磁探测技术对3号煤层排采井PE-055附近的地下水进行探测,探讨垂直煤层气排采井地下水的运移规律。结果显示,煤层气井排采降压过程会使地下水的存储和水力联系发生动态变化,瞬变电磁探测技术能够较好监测地下水运移特征,表现为视电阻率和水力联系的同步变化具有较好的耦合性。在地下水连通性差的区域,排采后视电阻率具有升高趋势;而在地下水连通性较好区域,视电阻率明显降低;视电阻率的动态变化不仅反映储层改造前后的差异性,而且指示出煤层气井排采期间地下水的运移方向,试验结果为煤层气开发期间的地下水运移监测提供了新思路和技术。

潘庄区块煤层气U型水平井下套管技术探讨

下入生产套管的煤层气U型井具有产气量高、成本低的优点,逐渐成为潘庄区块煤层气开发的主要井型。潘庄区块煤层埋深一般在500 m以浅,同时要求U型井的水平段在1000 m左右,生产套管的下入成为该区块垂深浅、水平段长的煤层气U型井的技术难题,经过多口井试验,优化钻井轨迹的平滑度,采用原钻具、短螺旋扶正器和生产套管内置钻铤3次划眼,以及严格控制下套管程序,可提高套管一次性下入的成功率,并提高生产效率。

潘庄区块3号煤层煤层气储层特征分析

从煤层、煤岩、煤层含气性、煤孔裂隙特征、煤储层压力及煤的吸附特性等方面对潘庄区块3#煤层气储层特征进行了分析和研究。结果得出:3#煤层含气饱和度以略欠饱和为主,个别地带可见过饱和现象。煤层气地质储量丰度为中等;煤的孔隙度低,孔裂隙被无机矿物质充填现象较甚,彼此连通性较差;煤储层压力较接近正常地层压力系数,为略为欠压状态;煤中具有大量的储集甲烷空间。

潘庄煤层气区块15号煤储层物性特征研究

煤储层物性特征是影响煤层气开发成效的关键因素,文章基于潘庄煤层气区块地质、煤层气地质及煤层气勘探开发资料,采用煤层气地质理论对该区15号煤储层物性特征进行了研究。结果表明:研究区15号煤储层具有较好的含煤性和含气性,可为煤层气开发提供较好开发对象和气源保障;煤的孔裂隙系统相对发育,煤层渗透性好、渗透率高,有利于煤层气吸附、储集、扩散及渗流;15号煤储层地层能量普遍较弱,煤储层压力为“欠压”状态,不利于驱动煤层气高效产出;煤中具有良好的吸附储集煤层气空间,煤对煤层气的吸附能力强、吸附量大,但煤层气解吸速率较低。

潘庄煤层气区块3号煤多尺度裂隙特征

煤裂隙对煤层气赋存、运移和生产实践具有重要控制作用,是煤层气开发的重要研究内容之一。为探究潘庄煤层气区块3号煤多尺度裂隙发育特征,采用煤矿井下和煤芯大裂隙观测和统计、扫描电子显微镜煤微观裂隙观测相结合方法对煤多尺度裂隙进行了研究。结果表明:研究区3号煤中大裂隙较发育,煤中发育有3个不同走向的裂隙系,走向为150~160°的裂隙最为发育。裂缝间距变化范围广,裂隙密度级别为较密-密型,裂隙发育规模属于微型-中型,以小型裂隙为主;煤中可见张裂隙、剪裂隙两种微裂隙,二者的成因机制和发育特征不同。张裂隙延伸短、产状不稳定、裂口基本为敞开状、裂隙面凹凸不平。剪裂隙延伸相对较长且延伸有规律、产状稳定,裂隙面光滑平整。张裂隙和剪裂隙均具有多种形态,裂口常见碎屑物质和部分裂口被方解石脉充填。

潘庄煤层气区块3号煤层压裂裂缝延展特征

压裂裂缝延展特征对煤层气开发效果具有重要影响,是压裂方案设计及优化、井网布置和井间距确定等的重要参数。文章以潘庄煤层气区块为工程背景,对区块3号煤层压裂裂缝延展特征进行了研究。结果表明,受水平主应力控制,裂缝以水平裂缝为主,垂直裂缝次之,裂缝延展优势方位为NNE13~NE58°。裂缝总长度131.5~192.6 m,平均153.4 m;裂缝高度16.7~29.2 m,平均21.5 m。压裂液总量及排量对裂缝总长具有重要控制作用,具有显著的线性正相关性,同时,压裂裂缝延展特征受多地质要素、储层物性、物理力学特性等控制,导致煤层气井在压裂规模相当的情况下,压裂裂缝长度、高度和延展方位具有一定分异现象。