沁水盆地郑庄井田煤层气分段压裂水平井开发技术

为实现煤层气低成本、高效开发,基于郑庄井田3^(#)煤层和15^(#)煤层特征,提出了煤层中非固井L型分段压裂水平井强化开采煤层气技术方法。数值模拟结果表明:水力喷射压裂能产生1.5~2.0 MPa的环空封隔效果和3.5~4.5 MPa的孔内增压效果,可满足非固井水平井环空防窜流和定点压裂的目的。为解决非固井煤层气水平井钻完井、压裂改造和排采技术难题,研究形成了“优质、快速、安全”钻完井,带底封的连续油管快速拖动喷射-压裂联作分段压裂,“大排量、大液量、中砂比”活性水压裂增产改造和L型水平井精细化排采控制4项核心关键技术。实践证明,煤层中非固井分段压裂水平井开发煤层气技术在郑庄井田实现规模化开发应用,并取得了煤层气开发技术和高产气量的双重突破。

煤层气储层可改造性评价——以郑庄区块为例

我国煤层气资源探明率与动用率“双低”,导致煤层气增产显著放缓,已经成为制约我国煤层气产业发展的瓶颈问题。常规煤储层评价较少考虑煤储层的可改造性潜力,导致发现的优质储量偏少,已发现的储量动用率偏低,因此,迫切需要开展煤储层可改造性评价研究。以沁水盆地南部郑庄区块为例,系统开展了岩心与大样物理模拟实验、测井与地震反演分析等;通过对比分析典型井储层地质特征与微地震水力压裂裂缝监测结果,指出影响煤储层可改造性的关键地质因素为煤体结构、宏观煤岩类型、煤层构造变形、煤层地应力、煤层与顶底板的抗拉强度之差,建立了煤储层可改造性综合定量评价模型;并对郑庄区块煤储层可改造性进行了评价分区,其结果得到了区内千余口产气井的验证。研究成果可用于指导尚未动用储量区的煤层气建产和已动用储量区的开发方案优化调整,根据不同区块储层地质特点选择适应性的工程技术与改造方案,以实现地质工程一体化,是我国煤层气“增储上产”的关键。

沁水盆地郑庄区块地应力发育特征及其地质意义

为研究地应力对煤层气开发的影响,基于水压致裂地应力测量方法,结合煤层气井试井、测井和水力压裂三维微地震监测资料,研究了郑庄区块16井次21层目的层段原位地应力发育规律。结果表明:(1)地应力场为典型的构造应力场类型,浅部以逆断层和走滑断层应力机制组合类型为主,深部以正断层和走滑断层应力机制组合类型为主;(2)最大和最小水平主应力及垂向应力随埋深均呈线性增加趋势;(3)侧压系数位于Hoek-Brown包络线内,随埋深增加而降低且变化幅度逐步缩小;(4)最大水平主应力方位为NE-NEE向。一方面,现今地应力场方位与断裂构造产状的叠加影响了煤层气富集;另一方面,地应力增加导致渗透率呈指数式降低,而储层压力呈线性增加;2方面作用对煤层气高效开发产生了显著影响。