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沁水盆地南部煤层气钻完井关键技术集成应用
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作者 梅文博 李贵川 +4 位作者 曹超 李剑 安康 王柄楠 申浩冉 《钻采工艺》 北大核心 2025年第3期84-91,共8页
沁水煤层气田作为我国首个国家级煤层气产业示范基地,经过二十余年的勘探开发实践与技术迭代创新,已形成具有行业示范价值的煤层气开发技术体系。文章系统梳理了煤层气开发以来的技术发展脉络,从井型结构优化、地质导向技术、钻井液技... 沁水煤层气田作为我国首个国家级煤层气产业示范基地,经过二十余年的勘探开发实践与技术迭代创新,已形成具有行业示范价值的煤层气开发技术体系。文章系统梳理了煤层气开发以来的技术发展脉络,从井型结构优化、地质导向技术、钻井液技术、完井工程技术创新、压裂增产体系等多维度展开的技术研究,获得了通过煤储层地质-工程双甜点综合评价模型形成的多井型协同开发模式,其中U型井和多分支水平井在中高煤阶厚煤层开发中单井产量可达8000 m^(3)/d:创新性研发单分支水平井配合半程固井工具,将传统三开井身结构优化为二开结构,建井周期由45 d缩短至28 d,单米进尺成本降低22%;构建“三位一体”增产技术矩阵,实现水平井分段压裂全方位提升甜点区开发效率;对构造煤实施立体缝网压裂,并创新微地震监测指导的精细化压裂设计;针对薄煤层进行多维微控科学精细压裂增产,现场应用后单井产能提升2~5倍。沁水盆地煤层气水平井多元化钻完井增产技术范式为鄂尔多斯、准噶尔等盆地煤层气开发提供了可复制的技术解决思路。 展开更多
关键词 煤层气 井身结构 钻井和完井 增产改造 精细化开采
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煤层气水平井捞砂技术优化与工程应用
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作者 张飞 王一兵 +8 位作者 程璐 梅文博 杨琦 申文杰 曹超 来鹏 廖正凯 鲜保安 毕延森 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第3期220-230,共11页
【目的和方法】煤层气水平井生产面临完井管柱沉砂堆积、管壁结垢和卡泵等问题,导致煤层气产量下降或停产,严重制约了煤层气连续稳定生产,机械捞砂方式清除井筒内煤粉和沉砂,是恢复和提高水平井煤层气产量的有效工艺技术。针对煤层气水... 【目的和方法】煤层气水平井生产面临完井管柱沉砂堆积、管壁结垢和卡泵等问题,导致煤层气产量下降或停产,严重制约了煤层气连续稳定生产,机械捞砂方式清除井筒内煤粉和沉砂,是恢复和提高水平井煤层气产量的有效工艺技术。针对煤层气水平井机械捞砂管柱密封性差、捞砂效率低和沉砂固结等难题,优化设计并加工了爪式刮板笔尖、破砂钻头、偏心翻板和机械式旋转工具等。基于水平井机械式捞砂泵原理,将水力附加轴向力引入管柱力学模型建立了管柱−水力耦合力学模型,提出了水平井捞砂作业参数优化方法,通过工程实例分析捞砂泵单冲程往复周期对储砂管内流体流动速度和煤粉运移能力影响、翻板吸入口开放度对水力附加轴向力影响,对比分析管柱–水力耦合力学模型与常规力学模型计算管柱轴向力结果。【结果和结论】结果表明:(1)爪式刮板笔尖通过结构优化提高了水平井管底沉砂破除效率,机械式旋转工具配合破砂钻头和卡簧结构解决了管壁固结沉砂破除难题,偏心翻板与球式单流阀增加了固–液两相流通过面积和密封性。(2)ø110 mm捞砂泵在单冲程往复周期60 s条件下,可运移颗粒直径不超过2.5 mm煤屑,含有少量粒径3~12 mm煤屑,能够有效运移水平井筒内堆积煤粉颗粒至储砂管内部;捞砂泵上行、下行工况下管柱轴向力比常规起下钻分别增加906.94 N、减小37.41 N,提高了捞砂作业管柱受力计算准确性。(3)优化后的捞砂工具和工艺技术在沁水盆地10口水平井进行现场应用,单井捞砂量和单次捞砂量分别提高1.5倍、0.9倍,日均产气量和日均产水量分别增加1483.7、2.18 m3,为煤层气水平井高产稳产提供技术支撑,适用于中浅埋深煤层筛管完井和套管射孔完井的水平井及大斜度井,对推动煤层气高效开发具有重要实际意义。 展开更多
关键词 煤层气 水平井 捞砂工具 管柱–水力耦合模型 工程应用
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神府区块深部煤层气钻完井关键技术及应用 被引量:9
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作者 王鹏 李斌 +8 位作者 王昆剑 张红杰 张迎春 杜佳 张林强 王晓琪 苏海岩 陈光辉 杨睿月 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期44-56,共13页
【目的】深部煤层具有高地应力、中高温度、特低渗透、强压缩性、强非均质性等特点,目前尚未形成成熟的开发技术体系,复杂的地质特征为钻井与完井工程带来了新的技术难题与挑战,亟需开展针对深部煤储层地质特征的钻完井理论与技术攻关,... 【目的】深部煤层具有高地应力、中高温度、特低渗透、强压缩性、强非均质性等特点,目前尚未形成成熟的开发技术体系,复杂的地质特征为钻井与完井工程带来了新的技术难题与挑战,亟需开展针对深部煤储层地质特征的钻完井理论与技术攻关,助力油气增储上产,保障国家能源战略安全。【方法】基于鄂尔多斯盆地东缘神府区块深部煤层气开发先导性试验,研发了一套高效钻完井关键技术。【结果和结论】(1)针对深部煤层井壁稳定性差、钻速低、钻井周期长,通过优化二开井身结构、优选钻井液体系与“一趟钻”技术,并结合井眼轨迹精细化控制,实现了深部煤层一体化高效钻进,助力“新优快”井台建设落地。(2)针对深部煤层地质特征复杂、采用常规压裂规模产量低,形成了以“定向射孔+前置酸液降破压+段内多簇密切割+高排量大规模+一体化变黏滑溜水+暂堵转向+多粒径组合支撑剂”为核心的复合极限规模化压裂技术体系。(3)基于“一区一策+全局寻优”的工作理念,设计立体井网工厂化钻完井作业模式,最优水平井距为350 m时,“拉链式”压裂模式效果最佳。(4)“深部煤层气+致密气”协同开采,获得了更高的工业气流,多气合采是提升鄂尔多斯盆地东缘非常规天然气开发效益的重要措施。研究结果有望为鄂尔多斯盆地深部煤层高效钻完井技术提供理论指导与实践经验。 展开更多
关键词 深部煤层气 神府区块 工厂化钻完井模式 体积压裂 多气协同开发
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神府区块深部煤层气高效开发技术研究 被引量:12
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作者 李斌 杨帆 +3 位作者 张红杰 冯雷 安琦 郝召兵 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期57-68,共12页
【目的】深部煤层气是保障国家油气安全、实现碳达峰碳中和目标的重要接替资源之一,具有广阔的开发前景。但在不同地质条件下,深部煤层气开发技术的通用性较差,在某些区块成功应用的技术不能直接推广到其他区块。目前,新区块前期勘探开... 【目的】深部煤层气是保障国家油气安全、实现碳达峰碳中和目标的重要接替资源之一,具有广阔的开发前景。但在不同地质条件下,深部煤层气开发技术的通用性较差,在某些区块成功应用的技术不能直接推广到其他区块。目前,新区块前期勘探开发时井型、井网部署还存在一定的盲目性。因此,需要研发针对神府区块深部煤层气高效开发的储层工程改造适配性技术。【方法】首先,以鄂尔多斯盆地神府区块79口生产井实际数据为基础,从产能、经济性2个方面对直井和水平井两种井型的开发效果进行比较;其次,以神府地区深部煤层地质条件为输入参数,对深部煤层水平井的合理井长进行模拟分析;最后,通过地质气藏、钻完井、工程和经济评价等多专业结合,以单位面积经济效益为优化目标,得出神府区块深部煤层气高效开发的储层工程改造具体工艺参数。【结果和结论】结果表明:神府区块深部煤层气高效开发的适合井型为水平井;可实现效益最大化时的水平井长度范围为800~1500 m;开发的最优井距为300 m、簇间距为15~20 m、半缝长为120 m,对应的压裂总液量应为(1.8~2.4)万m^(3),总砂量(0.25~0.35)万m^(3)。在上述研究的基础上,以“段内多簇+缩短簇间距+高排量大规模注入+变黏滑溜水造缝携砂+高强度加砂+全尺度裂缝支撑+等孔径限流射孔+造复杂缝网”为核心,建立了一套适合神府区块深部煤层储层改造工艺,实现了现阶段神府区块深部煤层气的高效开发,为现阶段国内其他盆地深部煤层气资源开发提供借鉴。 展开更多
关键词 深部煤层气 水力压裂 储层改造 神府区块
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深部煤层钻孔保压取心流程分析及含气量测定方法
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作者 吴见 张松航 +3 位作者 贾腾飞 晁巍巍 彭文春 李世龙 《石油实验地质》 北大核心 2025年第1期163-172,共10页
含气量是煤层气储量计算和勘探开发的重要参数。针对深煤层,由于提心时间长,损失气量计算失准,导致绳索取心含气量测试方法准确性降低。为了准确获取深煤层的真实含气量,确定气体的赋存状态,能够保留样品原位压力和原位含气量的保压取... 含气量是煤层气储量计算和勘探开发的重要参数。针对深煤层,由于提心时间长,损失气量计算失准,导致绳索取心含气量测试方法准确性降低。为了准确获取深煤层的真实含气量,确定气体的赋存状态,能够保留样品原位压力和原位含气量的保压取心技术被认为是最有效的方法。然而,由于非常规储层保压取心的特殊性(含吸附气),目前还没有统一的取心流程和标准的含气量测定方法。为此,通过分析保压取心各阶段的环境特点和含气量损失特征,针对深煤层存在吸附气和游离气的特点,提出了基于保压取心的吸附气和游离气的测定方法。分析表明,保压取心含气量计算具有“四阶段、两损失、两收集”的特点;合理设计保压取心降压集气阶段的压力点,能够有效区分吸附气和游离气。此外,分析保压取心和常规绳索取心的差异和联系,认为通过同井台保压取心含气量可校正绳索取心损失气量,进而建立基于绳索取心的深煤层含气量计算方法。保压取心技术的成功应用对深煤层勘探意义重大,建议在深煤层勘探区适当增加保压取心井测试,以明确储层的真实含气性。 展开更多
关键词 保压取心 绳索取心 保压取心流程 含气量校正方法 深部煤层气 鄂尔多斯盆地
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中浅层煤层气井定量化排采制度 被引量:3
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作者 马雄强 余莉珠 +4 位作者 王大猛 翟志伟 李坤潮 韩波 赵子豪 《大庆石油地质与开发》 CAS 北大核心 2024年第2期168-174,共7页
针对中浅层煤层气井排采制度与低渗透煤储层解吸-扩散-渗流特征不匹配的问题,以大宁-吉县区块为例,从煤层气低产井及低产原因入手,将煤层气井低产原因归纳为地质因素、工程因素及排采因素,排采因素又可进一步细化为初期排液速度慢、压... 针对中浅层煤层气井排采制度与低渗透煤储层解吸-扩散-渗流特征不匹配的问题,以大宁-吉县区块为例,从煤层气低产井及低产原因入手,将煤层气井低产原因归纳为地质因素、工程因素及排采因素,排采因素又可进一步细化为初期排液速度慢、压降传播规律复杂和煤粉伤害3个方面。结合原因分析和工程实践,优化煤层气井排采制度,提出中浅层煤层气井“4321”排采管控方案:划分4大排采阶段、抓好3个关键控制点、实现2项参数平衡、形成1个排采标准模版。实践表明,采用“4321”排采管控方案,利用关键点、重要参数等定量化排采制度,缩小排采参数取值范围,可以有效提高煤层气井稳产能力,使气井稳产期产气量大于900 m^(3)/d。研究成果可为中浅层煤层气井排采制度的制定提供有效借鉴。 展开更多
关键词 煤层气 排采 储层伤害 井底压力
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含水层越流补给对煤层气井产能影响的数值模拟:以柿庄南区块为例
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作者 闫欣璐 唐书恒 +4 位作者 傅小康 董宪姝 李忠城 邓志宇 孟艳军 《现代地质》 北大核心 2025年第4期1143-1155,共13页
含水层越流补给是我国煤层气开发过程中存在的常见问题,严重制约了煤层气的高效开发。以山西省沁水盆地柿庄南区块煤层气直井为例,通过数值模拟敏感性分析,综合评价含水层越流补给参数对煤层气井产能的影响。结果表明,依据含水层自身水... 含水层越流补给是我国煤层气开发过程中存在的常见问题,严重制约了煤层气的高效开发。以山西省沁水盆地柿庄南区块煤层气直井为例,通过数值模拟敏感性分析,综合评价含水层越流补给参数对煤层气井产能的影响。结果表明,依据含水层自身水源供给能力,将含水层类型划分为有限补给和无限补给,这是造成越流补给作用效果差异的根本原因。导水裂缝发育位置、发育形态及其与压裂缝的空间展布关系对产能特征的敏感性较强,在无限补给和有限补给含水层中分别体现为对产气量大小和产气曲线形态的影响。含水层越流补给参数对煤层气产能的敏感性由强到弱依次为含水层类型、越流通道性质、含水层物性和地层水性质。基于此绘制生产判别流程图,将含水层越流补给影响下煤层气井的产能特征划分为六类,并进一步划分了不同产能特征煤层气井在研究区的分布。该判别流程为含水层越流补给影响下煤层气产能特征分析和产能潜力评价提供科学指导。 展开更多
关键词 煤层气 含水层 越流补给 数值模拟 产能特征敏感性分析
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鄂东缘临兴地区深层煤层顶底板与含气性耦合关系研究
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作者 霍少伟 冯兴强 +4 位作者 吴见 张守仁 周磊 钱竹良 晁巍巍 《地质力学学报》 北大核心 2025年第2期235-247,共13页
鄂尔多斯盆地东缘临兴地区的深层煤层气有巨大的勘探开发潜力,已经成为重点勘探开发区。研究表明煤层顶底板对煤层气的富集保存有重要作用,但目前尚未开展深层煤层顶底板对含气性影响的系统研究,二者的耦合关系不清楚。为丰富深层煤层... 鄂尔多斯盆地东缘临兴地区的深层煤层气有巨大的勘探开发潜力,已经成为重点勘探开发区。研究表明煤层顶底板对煤层气的富集保存有重要作用,但目前尚未开展深层煤层顶底板对含气性影响的系统研究,二者的耦合关系不清楚。为丰富深层煤层气富集理论,综合应用测井、钻井和录井等资料,针对临兴地区8+9号煤层顶底板特征与含气性的耦合关系展开了研究。研究结果发现,临兴地区本溪组—太原组发育障壁-潮坪-潟湖沉积体系,8+9号煤层主要发育于潮上带、泥炭坪和泥炭沼泽,顶底板沉积环境为泥坪、潟湖、灰坪和砂坪沉积微相。受沉积环境的影响顶底板主要由灰岩、泥岩和砂岩3种岩性构成;煤层顶板和底板厚度平面分布变化较大,顶板厚度介于1.90~19.00 m,底板厚度介于1.99~21.19 m;具有顶灰底泥型、顶泥底灰型、顶泥底泥型、顶泥底砂型、顶砂底灰型、顶砂底泥型、顶砂底砂型7种不同的顶底板岩性组合。进一步研究顶底板特征与煤层含气量的关系发现,顶灰底泥型、顶泥底灰型和顶泥底泥型煤层呈现出高含气量的特征;顶泥底砂型和顶砂底灰型煤层呈现较高含气量的特征;顶砂底泥型和顶砂底砂型煤层呈现低含气量的特征;同一岩性下,顶底板厚度越大,煤层含气量越高,顶底板厚度与含气量呈正相关。利用层次分析法可划分为3类深层煤层顶底板与含气性的耦合模式:Ⅰ类(耦合关系好)含气量大于15 m^(3)/t、Ⅱ类(耦合关系较好)含气量范围为12~15 m^(3)/t、Ⅲ类(耦合关系差)含气量小于12 m^(3)/t。该研究成果明确了深层煤层顶底板对含气量的控制作用,对深层煤层气的有利区评价、优选和开采具有重要的指导意义,并进一步丰富了深层煤层气富集理论。 展开更多
关键词 深层煤层气 顶底板 含气性 耦合关系 层次分析法 鄂尔多斯盆地东缘
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神府南区深部煤层气水平井产能地质-工程主控因素
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作者 郭广山 刘彦成 +5 位作者 赵刚 陈朝晖 李陈 康丽芳 王宇川 王佳楠 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第5期65-80,共16页
【目的】鄂尔多斯盆地东缘神府南区是我国少有的千亿方大气田,是中海油深部煤层气勘探开发先导示范区之一。区内水平井产量是直井的2~10倍,但也存在井间产量差异大,产量递减快等难题。明确深部煤层气水平井产能主控因素是提高整体开发... 【目的】鄂尔多斯盆地东缘神府南区是我国少有的千亿方大气田,是中海油深部煤层气勘探开发先导示范区之一。区内水平井产量是直井的2~10倍,但也存在井间产量差异大,产量递减快等难题。明确深部煤层气水平井产能主控因素是提高整体开发效果和实现经济效益开发的关键。【方法】以神府南区16口水平井为研究对象,同时依托17口煤层气评价井动静态资料;基于井眼崩落法和声波测井对地应力和煤岩脆性指数实现精细评价,建立工程甜点评价体系,完成煤层可压性评价;基于“一井一策”思路深入剖析水平井钻井质量和大规模体积压裂工程技术指标,筛选出影响钻井质量3个参数和压裂改造7个参数进行评价;精细刻画水平井井控范围内地质-工程双甜点因素,构建地质-工程双甜点系数,实现深部煤层气水平井产能预测。开展钻完井和大规模体积压裂等参数系统评价,提取地质因素和工程因素16个参数完成定量化评价,明确神府南区深部煤层气水平井产能主控因素。【结果和结论】(1)地质甜点主控因素为井控内煤的灰分含量、随钻伽马和气测峰值,建立地质甜点评价标准,当水平段钻遇I类地质甜点段长度>500 m,水平段地质甜点系数>0.4,峰值产量、稳产气量分别能达到20000和15000 m^(3)/d以上;(2)工程甜点主控因素为水平地应力差和煤的脆性指数,区内水平应力差非均质性弱(5.1~5.5 MPa),脆性指数为工程甜点主控因素,构建地质-工程双甜点系数,当双甜点系数>0.52能够实现深部煤层气水平井经济效益开发;(3)水平井产量主控因素是钻遇地质-工程甜点段长度和压裂改造规模:当水平段钻遇Ⅰ类、Ⅱ类甜点段长度占水平井总长度的50%,且采用大规模体积压裂,能实现80%产能有效释放;(4)利用肯德尔相关系数法和皮尔逊相关系数法定量确定水平井产能主控因素,排名前6位为地质甜点系数、气测峰值、工程甜点系数、施工排量、破裂压力和平均砂比。研究成果为深部煤层气压裂段簇差异化设计、压裂规模差异化设计等提供了有力的支撑。 展开更多
关键词 鄂尔多斯盆地 神府南区 深部煤层气 水平井产能 地质-工程甜点 主控因素 相关系数法
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神府深部煤层气大气田的发现与启示 被引量:14
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作者 朱光辉 季洪泉 +6 位作者 米洪刚 张迎春 孙强 赵卫 朱学申 康丽芳 王宇川 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期12-21,共10页
【背景】鄂尔多斯盆地东缘神府区块历经近20年非常规天然气勘探,于2023年发现了千亿立方米深部煤层气储量。深部煤层气勘探初期,面临地质规律认识不足、压裂技术不成熟、排采工艺经验欠缺等难题。【方法和结果】通过管理和技术创新,双... 【背景】鄂尔多斯盆地东缘神府区块历经近20年非常规天然气勘探,于2023年发现了千亿立方米深部煤层气储量。深部煤层气勘探初期,面临地质规律认识不足、压裂技术不成熟、排采工艺经验欠缺等难题。【方法和结果】通过管理和技术创新,双轮驱动,取得了良好的勘探成效。管理上,开创性施行了深部煤层气、致密砂岩气“互补式”和“立体式”勘探,打破专业壁垒、组织壁垒和业务壁垒,坚持“一井一策”,高效推进“钻−压−排”一体化。技术上,提出“微相控煤、源热控烃、温压控态”的深部煤层气成藏模式,建立选区标准并落实富集区,形成了地质−工程“甜点”评价技术,并探索应用复合立体缝网改造技术实现煤储层的改造体积最大化和渗流能力最优化,因地制宜地提出“快速返排−多级控压−阶梯稳步提产”的排采思路,形成欠饱和井、饱和井两大类排采制度,明确不同排采阶段的目标原则,建立3类井底流压下降模式,支撑探井达产稳产。【意义】通过一系列的管理和技术创新,神府大气田成功发现,展示了鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气勘探开发的广阔前景,对我国类似盆地资源勘探和非常规油气增储上产具有重要指导意义。 展开更多
关键词 鄂尔多斯盆地 神府区块 深部煤层气 致密砂岩气 互补式勘探 立体式勘探 大气田
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油基高密度钻井液污染解堵液体系
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作者 罗志锋 李轲 闫丙森 《钻井液与完井液》 北大核心 2025年第3期418-424,共7页
油基高密度钻井液因其高度的稳定性和抑制性,在钻井过程中有着广泛的应用,但因其经过滤失、迁移后所形成的重晶石滤饼对储层有着很大的危害,导致油气产量下降。常规化学方法如酸溶,碱溶等方式难以解除滤饼造成的污染。以螯合剂DTPA为主... 油基高密度钻井液因其高度的稳定性和抑制性,在钻井过程中有着广泛的应用,但因其经过滤失、迁移后所形成的重晶石滤饼对储层有着很大的危害,导致油气产量下降。常规化学方法如酸溶,碱溶等方式难以解除滤饼造成的污染。以螯合剂DTPA为主体,添加碳酸钾为转化剂、草酸为催化剂、过硫酸铵为氧化剂,结合以AEC为表面活性剂和乙二醇丁醚为有机溶剂,形成了一套稳定、高效的油基高密度解堵液体系,其对钻井液滤饼渗透、螯合、增溶及洗涤作用,能破坏油基钻井液滤饼内部结构,降低物质间的胶黏作用,增加对油基高密度钻井液污染的解除。高密度钻井液固相螯合液配方为:20%DTPA+3%草酸+6%K_(2)CO_(3)+0.06%过硫酸铵+KOH,油相清洗液的最终配方为:12%乙二醇丁醚+0.5%AEC,对该体系解堵能力,油相清洗能力进行评价。结果表明,在不同的温度条件下(120℃~180℃),复合解堵体系均能对高密度钻井液滤饼有效降解,120℃下单级处理4 h达到66.7%的滤饼溶解率,在120℃多级处理4 h对滤饼的溶解率为72.22%,且滤饼溶解率随温度上升也同时增加,180℃多级处理8 h后溶解率为89.24%,最高腐蚀速率为1.1537g/(m^(2)·h),其具有优秀的解堵性能和耐温性能,在同等实验条件下,复合解堵方法较常规螯合解堵方法对油基钻井液滤饼的溶解效率提升了20%左右,经现场试验证明,该体系能有效解决高密度钻井液所造成的污染及堵塞,其产能恢复率为90%左右。 展开更多
关键词 油基高密度钻井液 解堵液体系 油相清洗能力 重晶石滤饼 油相
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神府区块深部煤储层可压性评价方法及应用
12
作者 彭文春 米洪刚 +1 位作者 徐立富 吴见 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期238-247,共10页
神府区块深部煤层气资源丰富,全区域深煤层可压性评价是实现储层有效改造的重要基础。以神府区块8+9号煤层为研究对象,根据测井、试井和排采等数据,分析深部煤储层的力学性质和地应力特征,建立储层可压性评价指数,对比分析了不同可压性... 神府区块深部煤层气资源丰富,全区域深煤层可压性评价是实现储层有效改造的重要基础。以神府区块8+9号煤层为研究对象,根据测井、试井和排采等数据,分析深部煤储层的力学性质和地应力特征,建立储层可压性评价指数,对比分析了不同可压性储层生产特征。结果表明:①研究区8+9号煤层静态弹性模量为7.5 GPa,静态泊松比为0.35,动态弹性模量平均为6.3 GPa,动态泊松比平均为0.37,区域分布差异较大;②8+9号煤层垂向应力介于25.1~54.8 MPa,平均为49.1 MPa,最大水平主应力介于20.4~45.2 MPa,平均为39.5 MPa,最小水平主应力介于17.5~40.8 MPa,平均为33.8 MPa,水平主应力差介于2.9~6.8 MPa,平均为5.7 MPa;③由煤层动态弹性模量、动态抗拉强度、动态抗压强度、动态泊松比、水平主应力差以及顶底板–煤层最小水平主应力差综合计算出可压性指数,8+9号煤层的可压性指数介于–12.1~17.6,划分为6类储层,其中以Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅴ类储层分布较广。气井开发效果显示,在其他条件类似前提下,可压性指数越高,煤储层改造越充分,产气效果越好;但是,神府区块深部煤储层力学性质、地应力和可压性平面分布格局较为复杂,需要详细甄别以制定针对性压裂改造方案。建立的深部煤储层可压性评价方法,可为深部煤层气储层分类改造和高效开发提供依据和指导。 展开更多
关键词 深部煤储层 力学性质 地应力 可压性 神府区块
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深部煤层孔隙结构与流体差异赋存特征研究 被引量:6
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作者 吴见 孙强 +1 位作者 石雪峰 高丽军 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期89-100,共12页
【目的】鄂尔多斯盆地东缘已打破深部煤层气勘探禁区,多个区块呈现“单点突破、区域差异开发”特征,深部煤储层孔裂隙结构作为流体赋存与产出的物质空间,对于深部煤层气区块差异开发至关重要。【方法】系统采集鄂尔多斯盆地东缘神府区... 【目的】鄂尔多斯盆地东缘已打破深部煤层气勘探禁区,多个区块呈现“单点突破、区域差异开发”特征,深部煤储层孔裂隙结构作为流体赋存与产出的物质空间,对于深部煤层气区块差异开发至关重要。【方法】系统采集鄂尔多斯盆地东缘神府区块深部煤样品,基于常规孔渗物性测试、CO_(2)吸附、低温N2吸附、压汞和核磁共振等测试,以神府区块8+9号煤为例,系统总结深煤层孔隙结构及流体赋存模式。【结果和结论】结果表明:(1)深部煤孔隙结构差异较大,神府煤介孔−宏孔均发育,多为墨水瓶型和开放型孔。综合认为中阶煤孔隙结构的跨尺度效应稍有减弱,相对有利扩散、渗流。(2)中阶煤吸附能力降低,等温吸附曲线高压段曲线平缓,初期解吸效率低;含水饱和度增高,其介孔−宏孔的束缚水含量较高导致可动水孔隙率减小,降低了游离气的储集空间。(3)研究区存在“宏孔−微裂缝主控的游离气−自由水赋存”型、“微孔−介孔−宏孔主控的吸附气−束缚水赋存”型两类气水赋存模式,导致煤层气排采差异明显,其中“宏孔−微裂缝主控的游离气−自由水赋存”型是深部煤层气快速高产模式,该模式具有“见气时间短、中高产气、低产水”的生产特征,且由于应力对中大孔−微裂缝的伤害较强,建议该模式下的气井排采需适当控制排采速度以减小储层伤害,防止产量陡降;“微孔−介孔−宏孔主控的吸附气束缚水赋存”型模式具有“短期排水、缓慢见气”生产特征,排采仍需遵循“缓慢、连续”原则保证气井稳产;此外,由于孔隙以微孔、介孔为主,束缚水含量高,气井短期难获高产,需进一步探索加大压裂改造规模提高该类气藏产量。 展开更多
关键词 神府区块 深部煤层气 多尺度 孔隙结构 气水赋存模式 生产特征
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神府区块深部煤储层力学特性及裂缝扩展机制 被引量:7
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作者 米洪刚 吴见 +2 位作者 彭文春 徐立富 李勇 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期32-43,共12页
【目的】明确煤力学性质和地应力的分布特征及其对人工裂缝形态和扩展行为的控制机制,对深部煤层压裂设计、井网部署和煤层气资源开发至关重要。【方法】以鄂尔多斯盆地东缘北部神府区块太原组8+9号煤为研究对象,基于声波测井、密度测... 【目的】明确煤力学性质和地应力的分布特征及其对人工裂缝形态和扩展行为的控制机制,对深部煤层压裂设计、井网部署和煤层气资源开发至关重要。【方法】以鄂尔多斯盆地东缘北部神府区块太原组8+9号煤为研究对象,基于声波测井、密度测井、注入/压降试井和排采资料,系统分析煤层及其顶底板岩层的力学性质和地应力分布特征,揭示力学性质和地应力对水力裂缝的控制机理。【结果和结论】结果表明:(1)8+9号煤层与顶底板形成了泥岩−煤−泥岩(占77.4%)、砂岩−煤−泥岩(15.5%)等6种组合。(2)基于声波和密度测井计算的力学参数显示,煤弹性模量在4.83~13.69 GPa(平均6.28 GPa),泊松比0.31~0.41(平均0.37),区域上南北脆性高,中部塑性高。(3)注入/压降试井计算结果显示,研究区最大水平主应力介于31.11~39.11 MPa,最小水平主应力变化范围为25.78~29.94 MPa;声波测井计算结果显示,垂向应力(平均49.12 MPa)>最大水平主应力(平均39.50 MPa)>最小水平主应力(平均33.80 MPa),煤层与顶底板最小水平主应力差在0~12.75 MPa。(4)Abaqus和Fracpro PT模拟结果显示,煤弹性模量越大,裂缝高度相对越大,当顶板与煤层的力学强度差较小时防止穿层;煤层水平主应力差增大,容易沿最大水平主应力形成单一裂缝;煤层水平主应力较顶底板水平主应力越小,易在煤层内形成较长、较低、较宽的裂缝,且不易穿层。研究认为实施较大的压裂规模、缝内暂堵技术和控制裂缝净压力等手段是提高神府区块8+9号煤水力压裂效果的主要途径。 展开更多
关键词 深部煤层气 煤−岩组合类型 力学性质 地应力 数值模拟
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临兴地区煤系多层合压工艺方案优化研究 被引量:1
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作者 王波 张兵 +5 位作者 米洪刚 杜佳 段佳佳 崔树辉 张浩哲 付天宇 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期79-88,共10页
【目的】鄂尔多斯盆地东缘临兴区块含煤地层具有多层系交互赋存、纵向薄层(夹层)发育的特点,多层合压是实现煤系气经济高效开发的必然要求。多储层合压成功的关键取决于裂缝高度能否达到预期效果。当前裂缝垂向伸展距离和裂缝形态不明,... 【目的】鄂尔多斯盆地东缘临兴区块含煤地层具有多层系交互赋存、纵向薄层(夹层)发育的特点,多层合压是实现煤系气经济高效开发的必然要求。多储层合压成功的关键取决于裂缝高度能否达到预期效果。当前裂缝垂向伸展距离和裂缝形态不明,裂缝高度预测与实际高度存在较大偏差,对增产储层体积有很大影响。【方法】通过室内实验测量煤层顶底板地应力,以上下部地层破裂压力为基础,结合现场测试数据与临界缝长公式所反映的裂缝形态,对一层煤层、上部煤层/下部砂岩、上部砂岩/下部煤层、煤层/砂岩/煤层4种模式下的合层压裂方案进行分析,提出改善裂缝形态和压裂效果的工艺优化措施。【结果和结论】结果表明:多储层合压时,以煤层起裂可利用上下部地层应力遮挡的优势,通过控制裂缝高度,增加煤层中裂缝长度;当砂岩为主要改造层位时,压裂目标以在砂岩层中造长缝、提高裂缝导流能力为主。压裂参数计算结果与现场压裂实例均表明,裂缝在缝高方向扩展明显,有必要对压裂工艺及参数进行调整,在压裂设计时根据多地层合压的需要,进行压裂液量的优化,保证缝长增量大于缝高增量。研究成果可为多层合压时各层应力计算、合压的判断依据与条件、起裂层位的选择以及不同组合地层压裂液量的设计提供一定理论依据。 展开更多
关键词 煤系 多层合压 裂缝扩展 缝高 压裂层位
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基于各向异性介质理论的煤系地震数据高分辨处理方法与应用 被引量:2
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作者 李慧婷 常锁亮 +5 位作者 张生 关雯元 赵兴 王唯骞 澹台明君 高凯欣 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期145-153,共9页
【目的】随着深部资源勘探开发的重要性不断提高,对高精度地震勘探提出了新要求。针对具有强各向异性的含煤地层,传统基于各向同性的资料处理方法不再适用。【方法】提出一种基于水平横向各向同性介质(Transverse Isotropy Medium with ... 【目的】随着深部资源勘探开发的重要性不断提高,对高精度地震勘探提出了新要求。针对具有强各向异性的含煤地层,传统基于各向同性的资料处理方法不再适用。【方法】提出一种基于水平横向各向同性介质(Transverse Isotropy Medium with Vertical Symmetry Axis,VTI)和方位各向异性介质(Transverse Isotropy with Horizontal Axis of Symmetry,HTI)联合处理的地震数据处理方法。首先,针对含煤地层沉积特征,分析VTI介质特点,采用高阶动校正处理,可以有效消除各向异性在大偏移距数据中引起的同相轴弯曲,保证共反射点远近道能达到同相,提高数据叠加成像质量。其次,针对构造裂隙发育特征,立足于HTI介质的方位各向异性分析,采用OVT域处理方法,通过建立方位各向异性参数场去除不同方位角差异对数据的影响。联合应用上述2种处理方法,通过制定合理的处理流程,优选关键参数,搭建一套实用的、适合目标地层的各向异性处理校正方法,解决含煤地层在复杂条件下的速度分析、叠加等问题,从而提高煤系地震数据的分辨率和解释精度。【结果和结论】实际应用结果表明,新方法获得的地震数据主频更高、频带更宽,在小构造特征识别和古地理环境刻画方面更具优势,为精细地质解释提供了有力支撑。同时也强调了对含煤地层进行各向异性处理的必要性,推动各向异性处理技术的在宽方位地震勘探中的应用。 展开更多
关键词 含煤地层 VTI介质 HTI介质 高阶动校正 OVT处理
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