我国西北地区中低煤阶煤层气成藏规律及控气因素探讨

我国中低煤阶煤层气资源丰富,其勘探开发一直备受关注。基于中低煤阶煤层气富集成藏自身的特殊性,研究中低煤阶的成藏规律及控气因素是煤层气勘探开发及综合评价的前提和基础。通过系统分析、总结我国西北地区煤层气成藏地质特征、煤层气富集规律,认为我国西北地区中低煤阶煤层气含量的地质控制因素主要表现为煤变质作用、构造演化、沉积特征、岩浆活动等,各种地质因素系统作用控制了煤层气赋存和富集格局,煤变质作用是影响煤层含气量的直接因素。

中煤阶煤层气水平对接井开发效果与优化

通过理论分析与数值模拟相结合,分析对比SIS水平井与常规水平井的开发效果,在此基础上从生产制度与井型设计两方面对SIS水平井进行优化设计。研究表明,渗透率在1~40 mD,含气量小于12 m3/m3时,SIS水平井的采出程度是常规水平井的2~7倍。因此对于含气量较低,渗透率中等,割理较发育的中煤阶煤层气藏,SIS水平井具有较大的优势。SIS水平井合理泵排量为60~90 m3/d,合理生产井井底流压应控制在0.15~0.2 MPa.同时SIS水平井分支长度在1 100 m左右,分支夹角在40°~50°,SIS水平井主轴方向与面割理垂直时,SIS水平井开发效果最佳。

澳大利亚Bowen盆地M气田中煤阶煤层气水平井开发优化

以澳大利亚Bowen盆地M气田中煤阶煤层气为例,依据渗透率和含气量,将储集层划分为4类,建立井组模型,提出相应的中煤阶煤层气水平井开发策略。针对Ⅰ类和Ⅱ类煤储集层渗透率较高,优化单井控制面积,采用与面割理垂直的单分支SIS水平井开发,后期加密,大幅减少钻井进尺、地面井口数;针对Ⅲ类煤储集层,考虑先期投产井对该区域压力的影响,适当增加单井控制面积,优化水平分支长度和夹角;Ⅳ类煤储集层渗透率较低,单井控制面积小,SIS水平井和MBL井开发效果均较差,建议暂不开发。

中高阶煤试验区煤层气井排采技术

煤层气井排采是煤层气田勘探开发的关键环节。通过对和顺等3个试验区40口煤层气井排采工作的摸索和试验,总结出"五段制"排采工作制度,优化了排采设备、筛管深度、捞砂、捞煤粉等工艺技术。这些技术为煤层气井的现场排采提供了技术保障。截至2011年6月,和顺等3个试验区块均获得煤层气工业气流的突破,延川南煤层气田已进入产能建设阶段。

深部中-高煤级煤储层孔隙结构与吸附性

为了探讨中-高煤级深部煤层孔隙结构特征和吸附性,以陕西宜川和山西柿庄地区埋深100～1800m的中-高煤级样品为研究对象,对样品进行了煤岩煤质分析以及压汞法、核磁共振、低温液氮和等温吸附等测试,结果表明：（1）随着深度的增加,煤层吸附孔含量增多,渗流孔含量减小,渗透性降低,储层物性变差.（2）比表面积和总孔体积在1000m附近出现高值区域,随后才出现如前人所述的随深度逐渐降低的趋势,这与小孔的贡献率一致,可见比表面积和总孔体积并非完全由微孔决定,小孔作用显著.（3）深部煤层吸附性是压力的正效应与温度的负效应共同作用的结果,随着压力的增高,吸附量明显增加,温度每升高1℃,吸附量平均减少0.25cm^3/g;兰氏压力并不是简单地随温度递增而递增,而是存在随温度变化的拐点（35℃）,大于拐点温度时,兰氏压力才呈现增高趋势.

探讨分析低渗透中高煤阶致密煤层气开发技术瓶颈与对策

低渗透中高煤阶致密煤层气开发目前处在井数增多但产量增加不多且很大一部分井未达到工业气流的状态,遇到了"储层舍气量高,而开发出气量小甚至不出气"的技术瓶颈。本文综合国内外地面煤层气开发和煤矿井下瓦斯治理的经验以及解吸理论,从煤储层的化学结构着手,借助Kozeny方程深入分析导致目前低渗透中高煤阶致密煤层气开发瓶颈的原因,结合解吸机理的新认知提出了相关开发对策。

煤岩孔隙结构分形特征表征方法研究

煤岩孔隙结构对煤层气解吸、扩散、渗流具有重要影响。分形理论为孔隙结构研究提供了有效的方法,但目前对煤岩孔隙分形特征的表征方法尚未形成统一认识,需要进一步研究。从分形定义出发,建立了新的煤岩孔隙结构分形特征表征方法,然后通过煤岩压汞实验对分形定义法和文章新建方法进行对比评价,最后对煤岩分形区间和分形维数进行了探讨。结果表明,通过文章提出的毛管压力法确定的分形区间和分形维数与通过分形定义法得到的结果非常接近,是表征煤岩孔隙结构分形特征的有效方法;煤岩在整个孔隙空间上具有分形特征,且其分形维数能够有效表征煤储层非均质性,分形维数越大,煤储层物性越差,非均质性越强。