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基于五维地震数据的深层煤层气微尺度裂缝预测技术研究及应用
1
作者 张雷 徐凤银 +13 位作者 童姜楠 张枫 王峰 侯伟 常益行 侯淞译 裴向兵 曹振义 陈彤 李雪峰 周科 李永洲 甄怀宾 曾文婷 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期187-199,共13页
鄂尔多斯盆地东缘大吉区块深层煤层气规模开发采用水平井+大规模体积压裂的过程中,在采用相似压裂工艺以及技术参数的条件下,部分井出现了压裂窜扰现象,极大地影响了压裂改造和产气效果。前期通过三维地震精细解释发现区块断层不发育,... 鄂尔多斯盆地东缘大吉区块深层煤层气规模开发采用水平井+大规模体积压裂的过程中,在采用相似压裂工艺以及技术参数的条件下,部分井出现了压裂窜扰现象,极大地影响了压裂改造和产气效果。前期通过三维地震精细解释发现区块断层不发育,推测局部微尺度裂缝发育可能是水平井压裂发生窜扰的重要因素。在深层煤层气领域,以研究区深层8号煤为目的层,依托研究区“两宽一高”高品质三维地震资料,通过OVT(Offset Vector Tile)域处理获得了包含时间、空间(三维坐标)、偏移距(或炮检距)和方位角的五维地震数据,首次采用方位统计法开展了微尺度裂缝发育程度、方位和发育期次等方面的研究。结果表明:研究区微尺度裂缝整体较为发育,发育5个规模较大的裂缝带,南部相比北部微尺度裂缝发育程度更高;裂缝发育受控于区域2期构造活动,呈现出2组不同的平面展布方向,其中燕山期构造活动形成近东西向与北西向裂缝,喜山期构造活动形成近南北向与北东向裂缝。结合区域不同时期构造应力场、野外露头、成像测井、阵列声波测井等成果资料,验证了本次裂缝发育程度和方向研究成果的可靠性。应用上述微裂缝预测成果指导了后期研究区水平井压裂方案的优化和实施,窜扰比例明显下降,窜扰比例从2023年的14.58%大幅下降为5.23%,同时经统计2023年投产井平均日产气量为6.7×10^(4)m^(3),2024年投产井平均日产气量为7.5×10^(4)m^(3),表明压窜影响显著降低,开发效果持续向好。该预测方法可为相同地质条件区块深层煤层气微尺度裂缝预测提供重要借鉴。 展开更多
关键词 大吉区块 深层8号煤 煤层气 微尺度裂缝预测 OVT 各向异性
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鄂尔多斯盆地保德区块煤层气井可采储量与产气特征研究
2
作者 张文 黄红星 +5 位作者 刘莹 冯延青 孙伟 李子玲 王婧 赵增平 《油气藏评价与开发》 北大核心 2025年第2期257-265,共9页
为明确鄂尔多斯盆地保德区块中低煤阶煤层气井及不同区域的产气特征,指导开发技术政策的制定,采用Arps递减分析法、产量累积法和流动物质平衡法,结合区块实际生产数据,建立了适用于不同开发阶段的煤层气可采储量计算方法。通过综合应用... 为明确鄂尔多斯盆地保德区块中低煤阶煤层气井及不同区域的产气特征,指导开发技术政策的制定,采用Arps递减分析法、产量累积法和流动物质平衡法,结合区块实际生产数据,建立了适用于不同开发阶段的煤层气可采储量计算方法。通过综合应用数据统计和生产动态分析等方法,系统研究了该区块3个开发单元(开发一单元至三单元)的可采储量与产气特征,并对比地质与开发参数,明确了地质条件差异对产气特征的影响。研究结果表明:保德区块由北向南(开发一单元至三单元),稳产期日产气量由3314 m^(3)降至864 m^(3),采气速度由3.82%降至0.99%,可采储量由1391×10^(4) m^(3)降至399×10^(4) m^(3),采收率由48.50%降至16.99%;同时,见气时间由99 d延长至228 d,稳产时间由981 d增加至1553 d。相关性分析显示:稳产期日产气量与临储比、临界解吸压力及8+9号煤厚度显著相关,而可采储量则与8+9号煤厚度、4+5号煤含气量具有较高的相关性。地质参数对比表明,开发一单元的主力煤层厚度、含气量及临储比均优于开发二单元和三单元,且保存条件更为优越。研究认为,保德区块产气特征的南北差异主要受地质条件影响:北部开发一单元资源条件优越,煤层厚、含气量高、临储比大,因此,稳产气量高、采气速度高;南部开发三单元资源条件较差,稳产气量低,但稳产期较长。研究结果可为保德中低煤阶煤层气田的高效开发及不同单元排采制度的优化提供科学依据。 展开更多
关键词 保德区块 中低煤阶 煤层气 可采储量 产气特征
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煤储层改造背景下深部煤层气藏物质平衡方程的建立与应用
3
作者 石军太 徐凤银 +9 位作者 曹运兴 李相方 黄红星 王凯 陈明 张硕 吉义天宇 王伟 孙政 李靖 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期200-217,共18页
近些年深部煤层气发展迅速,在多个深部煤层气区块都取得单井日产万方的突破,为了更加科学高效地开发深部煤层气,大幅提高煤层气的采收率,建立合理、可靠且考虑因素全面的煤层气物质平衡方程,并研究深部煤层气藏或气井控制储量、平均煤... 近些年深部煤层气发展迅速,在多个深部煤层气区块都取得单井日产万方的突破,为了更加科学高效地开发深部煤层气,大幅提高煤层气的采收率,建立合理、可靠且考虑因素全面的煤层气物质平衡方程,并研究深部煤层气藏或气井控制储量、平均煤储层压力、不同类型气体产量占比、产能评价指标和最终可采储量具有重要的理论与现实意义。目前考虑游离气、煤基质收缩、溶解气、吸附气富集的微孔与游离气和水占据的介孔之间的压差和煤储层改造影响的煤层气物质平衡方程鲜有报道。首先基于深部煤层气藏物质平衡原理,在常规物质平衡方程考虑应力敏感引起的孔隙压缩、基质收缩、水的膨胀和产水因素的基础上,进一步考虑吸附气富集的微孔与游离气和水占据的介孔之间的压差、煤储层改造引起的煤储层物性参数变化和溶解气的影响,建立了基于煤储层改造背景下的深部煤层气藏物质平衡方程;然后提出了深部煤层气线性拟合的吸附气−游离气−溶解气储量评价方法、平均地层压力显式计算方法、吸附气−游离气−溶解气产量占比评价方法、深部煤层气井产能评价方法和最终可采储量EUR预测方法;最后对提出的方法进行了实例应用,评价了实例井控制的吸附气−游离气−溶解气储量,揭示了深部煤层气井生产过程中吸附气−游离气−溶解气产量占比变化规律,剖析了产能指标变化特征并预测了不同废弃压力下的EUR和煤层气采收率。研究表明:提出的深部煤层气储量评价方法,仅需实测2次以上的平均煤储层压力和对应的累计产气量和产水量数据,即可采用线性拟合的方法,评价出深部煤层气井吸附气−游离气−溶解气的储量;提出的深部煤层气平均地层压力计算方法为显式表达式,避免了隐式求解方法中复杂的计算机编程计算;提出的深部煤层气井吸附气−游离气−溶解气产量占比评价方法,无需在井口安装碳同位素监测装置,可实时评价出不同气体产量占比;提出的综合流体、游离气、吸附气、溶解气和水井底采出指数可以用于识别深部煤层气井工作制度的合理性;提出的深部煤层气井EUR预测方法,可将生产数据整理成视压力p/Z^(*)与累计产气量Gp的直线表达式,给定某一废弃压力,即可预测出深部煤层气井的EUR;实例井生产初期游离气日产气量占比和吸附气日产气量占比相当,在生产过程中,游离气日产气量占比先快速上升后缓慢降低最后逐渐稳定在29%,吸附气日产气量占比则先快速降低后缓慢上升最后逐渐稳定在70%,而溶解气日产气量占比一直较低;当废弃压力分别为4、3和2 MPa时,该深部煤层气井的煤层气采收率分别为37.8%、44.2%和52.4%,降低废弃压力是提高深部煤层气藏采收率较为有效的手段。 展开更多
关键词 深部煤层气 物质平衡方程 游离气 储量评价 煤储层压力 产量占比 产能评价 最终可采储量EUR预测
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中国煤层气商业开发典型案例及启示
4
作者 李勇 熊先钺 +4 位作者 徐立富 徐凤银 张伟祺 谢金峰 李昀 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期31-46,共16页
我国煤层气资源具有地域分布广、时域跨度大、品位差异大、地质条件复杂等特征,建立适合差异地质特征的煤层气开发体系能够降低开采难度,推动产业发展。通过系统总结分析30多年来我国煤层气商业开发典型案例,包括潘庄浅部高煤阶、保德... 我国煤层气资源具有地域分布广、时域跨度大、品位差异大、地质条件复杂等特征,建立适合差异地质特征的煤层气开发体系能够降低开采难度,推动产业发展。通过系统总结分析30多年来我国煤层气商业开发典型案例,包括潘庄浅部高煤阶、保德浅部中低煤阶、延川南中深煤层、大宁—吉县深煤层和潘河多薄煤层的地面气井开发,以及两淮、晋城和松藻矿区的井下气体(瓦斯)抽采,取得如下主要认识:潘庄、潘河浅部高煤阶含气量高、渗透率较高、水动力较弱,发育向斜−水文控气模式,形成浅部高煤阶单/多支水平井单层开发模式;针对薄−超薄煤层多层综合含气特征,形成直井多组合立体开发模式。保德中低煤阶含气饱和度高、构造稳定且存在生物气补给,发育正向构造−水文控气模式,形成了浅部中低煤阶大平台丛式井合层开发模式。延川南煤层埋藏相对较深、低孔低渗低压、水动力弱,形成中深煤层有效支撑−精细排采开发模式。大宁—吉县西部煤层埋深大、低孔低渗、游离气含量高、水动力弱,形成了深煤层体积压裂−水平井开发模式。两淮矿区发育松软低透气性高瓦斯煤层群,形成中远距离保护层卸压井上下立体开发技术;晋城矿区发育高透气性高瓦斯原生结构煤,形成中厚硬煤层四区联动井上下立体开发技术;松藻矿区发育松软低渗突出煤层群,形成了近距离三区配套三超前增透开发技术。我国煤层气开发突破了深度极限、厚度下限、单类型气体开发和复杂构造背景局限,形成了中国特色煤层气开发地质理论认识。西北和东北地区中低煤阶煤层气、南方复杂构造区煤层气、大型盆地腹部深−超深煤层气开发潜力仍有待进一步挖掘。我国煤层气开发在不同埋深、煤阶、厚度和构造背景下均实现了显著突破,有望推动和引领全球煤层气产业发展新格局。 展开更多
关键词 深层煤层气 浅层煤层气 瓦斯抽采 薄煤层 体积压裂 富集模式 开发模式
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深部煤层气储层改造技术迭代升级历史与发展方向——以鄂尔多斯盆地东缘大吉区块为例
5
作者 徐凤银 甄怀宾 +9 位作者 李曙光 王峰 张雷 王玉斌 余维初 朱卫平 徐博瑞 杨贇 赵海峰 白坤森 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期1-18,共18页
2019年,中石油煤层气公司通过对位于鄂尔多斯盆地东缘大吉区块埋藏深度大于2000 m的深部8号煤层,实施了储层改造适应性技术攻关,取得深部煤层气实现效益开发的颠覆性突破,有力地推动全国加快深部煤层气勘探开发进程,由此带动中国煤层气... 2019年,中石油煤层气公司通过对位于鄂尔多斯盆地东缘大吉区块埋藏深度大于2000 m的深部8号煤层,实施了储层改造适应性技术攻关,取得深部煤层气实现效益开发的颠覆性突破,有力地推动全国加快深部煤层气勘探开发进程,由此带动中国煤层气产业进入发展史上最佳时期。5 a多来的实践证明,储层改造技术进步和迭代升级是推动深部煤层气效益开发和增储上产的关键技术路径。针对深部煤层气实现效益开发以来储层改造技术所经历的阶段与迭代历程,系统梳理出体积酸化、大规模体积、超大规模体积、地质工程一体化精益等4种压裂迭代技术,并对其分别进行了实施效果评价,也对相应压裂液体系性能进行了简要分析。从追求基质改造到大规模缝网形成,从追求极限改造体积到井网缝网精益弥合,逐步上升到多种储层改造的新技术和先进理念,将基于地质特征的精细化压裂设计在实践中应用,取得显著效果;指出深部煤储层改造仍面临5方面问题挑战和优化空间,包括:超大规模压裂水资源消耗及返排液处理难度大、智能化压裂模式攻关、协同压裂方法尚不成熟、深部中低阶煤层压裂技术体系亟待建立、压裂液功能仍不完善等。针对存在的问题和挑战,提出六大发展方向:①深化推动减水压裂;②开展鱼骨水平井+基质酸化大规模减水增产技术攻关;③加大实现人工智能技术在智能化压裂和压后评估中的应用突破;④开展基于井组缝网弥合协同压裂工艺研发和应用;⑤加强深部中低阶煤储层改造技术体系研发和实践;⑥研发进一步实现降本增效和提高深部煤层气采收率的新压裂材料。 展开更多
关键词 深部煤层气 储层改造 压裂技术 迭代升级 压裂液 地质工程一体化
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深部煤层气超临界状态下赋存特征及分配规律
6
作者 周立宏 闫霞 +5 位作者 熊先钺 王峰 刘文超 杨月洁 杨兆彪 冯延青 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期73-90,共18页
深部煤层气成为天然气增储上产的重要方向,但其吸附气、游离气原始赋存状态不清、不同条件下的赋存态分配规律不明,制约了深部煤层气储量准确评估和产出规律认识。随着埋深增加,温度和压力不断升高,甲烷进入超临界相态,其流体密度将不... 深部煤层气成为天然气增储上产的重要方向,但其吸附气、游离气原始赋存状态不清、不同条件下的赋存态分配规律不明,制约了深部煤层气储量准确评估和产出规律认识。随着埋深增加,温度和压力不断升高,甲烷进入超临界相态,其流体密度将不断增重、黏度与气态相近,表明当前现有认识低估了游离气的资源量和流体易于产出的流动能力。在深层高温高压下,甲烷超临界流体特征更为显著,不能被忽视。现在基于储层压力的含气量计算方法,未考虑煤层微孔内流体压力要高于储层压力,即“微孔超压”环境的存在,故实际含气量被低估。针对国内深部煤层埋深最深至5000 m、煤阶0.8%~3.0%范围内,基于甲烷物性随压力、温度变化规律和微孔超压理论,研究建立了考虑微孔超压和甲烷超临界流体特征的深部煤层气游离气、吸附气含量计算模型。研究表明:①深层高温高压下,甲烷黏度、密度、压缩因子、体积系数等高压物性参数变化并非随温度、压力线性变化,基于高压物性参数与温度和压力关系,建立了各参数经验计算式,并结合分子模拟等手段,分析了深层与浅层相应参数差异;②揭示了深部煤层气吸附气、游离气赋存状态在不同热演化程度、不同埋深、不同温压条件下的分配规律,相同深度下,随着煤阶的增加,吸附气含量越高、游离气含量越低,且游离气占比不断减小;相同热演化程度下,随着煤层深度增加,煤的吸附气含量呈现先增加后降低趋势,游离气占比逐渐增加;③考虑甲烷超临界流体性质对吸附作用的影响,相比忽略该特征的同等情况下,实际吸附气含量并没有现有认识那么高,吸附气占比降低6%~9%;④针对是否考虑Langmuir修正和含水饱和度随埋深变化等情况,建立4种模型方法,明确了不同煤阶、不同孔隙率和含水饱和度下临界转折深度、吸附气/游离气变化规律及图版;⑤基于“微孔超压、宏孔常压”新认识,建立了考虑“微孔超压+超临界状态”的游离气、吸附气含量计算方法,计算埋深2000 m时高阶煤(镜质体反射率R^(o)=2.7)游离气占比保守可达41%,比现有认识增大了约20%,相比传统方法只考虑储层压力的计算结果更符合生产实际。研究成果可为揭示深部煤层气赋存态分配规律和储量评估等,提供科学理论依据。 展开更多
关键词 煤层气 深部煤层气 超临界 赋存 吸附气 游离气 临界转折深度 微孔超压
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大宁—吉县区块深部煤层气富集主控因素分析及地质工程甜点区评价 被引量：7
7
作者 王成旺 刘新伟 +3 位作者 李曙光 熊先钺 王玉斌 陈高杰 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期1-9,共9页
精准评价和合理优选煤层气地质工程甜点区是翔实制定勘探开发一体化方案的基础。本文聚焦大宁—吉县区块深部石炭系本溪组8^(#)煤层,充分利用研究区煤心描述、分析化验、测录井、地震及开发动态等资料,通过研究区深部8^(#)煤层的各种资... 精准评价和合理优选煤层气地质工程甜点区是翔实制定勘探开发一体化方案的基础。本文聚焦大宁—吉县区块深部石炭系本溪组8^(#)煤层,充分利用研究区煤心描述、分析化验、测录井、地震及开发动态等资料,通过研究区深部8^(#)煤层的各种资料系统整理和深入剖析,从煤层顶底板岩性、厚度、构造、沉积环境及煤岩特征等方面,系统探讨了深部煤层气富集的主控因素,并建立了地质工程甜点区评价标准,进而划分了研究区的地质工程甜点区。研究结果表明,煤层气富集主要受顶底板岩性、构造及煤岩特征等影响,沉积环境对煤层气富集的影响多体现在顶底板岩性组合及封闭性等特征上;研究区评价出地质一类、工程一类有利区411.5 km^(2),资源量1 038.75×10^(8) m^(3);地质二类、工程一类有利区596.2 km^(2),资源量1 192.4×10^(8) m^(3);地质二类、工程二类有利区287.4 km^(2),资源量574.5×10^(8) m^(3)。 展开更多
关键词 深部8~#煤层 甜点区评价 煤层气 主控因素 地质工程 大宁—吉县区块
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深部煤层气勘探开发项目经济评价及投资决策流程
8
作者 代由进 徐凤银 +7 位作者 王峰 马鹏飞 杨贇 云箭 许洁 孙潇逸 程珊 李宇新 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期47-59,共13页
深部煤层气是近年来勘探开发进展迅速且前景极为广阔的一种优质天然气资源,高效开发深部煤层气对于中国成功实现能源转型发展和助力“双碳”目标具有重要战略及现实意义。勘探开发项目经济性的科学合理评价及项目投资决策是实现深部煤... 深部煤层气是近年来勘探开发进展迅速且前景极为广阔的一种优质天然气资源,高效开发深部煤层气对于中国成功实现能源转型发展和助力“双碳”目标具有重要战略及现实意义。勘探开发项目经济性的科学合理评价及项目投资决策是实现深部煤层气效益开发中的2个重要而紧迫的难题。结合深部煤层气勘探开发项目及经济评价特点,构建了基于折现现金流方法的评价方法与指标,并将该方法应用于鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县区块典型模拟开发项目A。结果表明:该方法具有较强的可操作性,可满足深部煤层气项目投资决策需要;在当前技术经济条件下,鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县区块开发模拟项目A具有较好的经济效益,具备技术经济可行性。通过单因素敏感性分析表明,价格、产量、投资及成本是影响项目经济性的关键因素;通过双因素、三因素及四因素不同组合情景下的压力测试分析结果表明,项目A具有较强的多因素抗风险能力;聚焦价格及产量2个重点风险因素,通过典型情景分析结果表明,灵活的市场价格政策、适度的差异化财政补贴政策、加强基础理论创新、加强工程技术创新对于应对项目重点风险至关重要,是现阶段我国深部煤层气全面快速发展不可或缺的支撑要素。同时,结合近年深部煤层气开发实践,借鉴北美及国内页岩气勘探开发经验,将深部煤层气勘探开发程序划分为选区评价、勘探评价、先导试验和开发生产4个阶段,明确了各阶段主要任务及目标、决策点、对应项目及经济评价方法及项目决策流程,为规范化、高效实施深部煤层气勘探开发项目并积极推动我国深部煤层气产业高质量发展提供有力借鉴。 展开更多
关键词 深部煤层气 勘探开发 经济评价 净现值 风险分析 项目阶段 投资决策流程
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深部煤层气压裂水平井产气预测模型
9
作者 贾焰然 石军太 +5 位作者 曹运兴 徐凤银 熊先钺 陈明 黄红星 王伟 《中国海上油气》 北大核心 2025年第1期176-183,共8页
尽管压裂水平井开发深部煤层气藏取得重大突破,但煤层气井产气规律认识不清,产气快速预测方法欠缺,为了保障深部煤层气长期稳定高效开发,亟需开展产气预测方法研究。基于深部煤层气压裂水平井改造区内外双线性流的渗流特征,通过耦合考... 尽管压裂水平井开发深部煤层气藏取得重大突破,但煤层气井产气规律认识不清,产气快速预测方法欠缺,为了保障深部煤层气长期稳定高效开发,亟需开展产气预测方法研究。基于深部煤层气压裂水平井改造区内外双线性流的渗流特征,通过耦合考虑开关井变化影响的压力传播模型,考虑应力敏感、基质收缩和煤粉堵塞综合影响的渗透率动态变化机理的水平井气水两相流产能方程,以及煤层气藏压裂改造区-未改造区物质平衡方程,建立了煤层气压裂水平井产气预测模型,并对模型进行了求解;通过与商业数值模拟软件CMG模型、鄂东盆地大吉区块典型深部煤层气井A实测数据的拟合对比分析,验证了本文提出的深部煤层气压裂水平井产气预测模型的可行性。结果表明:本文模型更好地表征了实际井从压裂液返排阶段开始到产量递减阶段的全周期产水动态特征,所拟合得到的井底流压路径与实测值的平均误差低于7%,即建立的深部煤层气压裂水平井产气预测模型更符合现场实际。研究结果可为深部煤层气藏压裂水平井生产动态分析和开发方案设计提供参考,为深部煤层气井长期稳定高效开发奠定基础。 展开更多
关键词 深部煤层气 压裂水平井 双线性流 动态渗透率 产气预测模型
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旋卷压扭构造作用控制下煤层气富集地质控制模式——以河西走廊带东部魏家地煤矿为例
10
作者 王勃 王宁 +4 位作者 文建东 徐凤银 李长兴 屈争辉 史鸣剑 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第3期139-150,共12页
我国西北地区河西走廊带东部广泛发育的小型断陷含煤盆地,煤层厚度大且变化快,受中新生代陇西旋卷构造叠加影响,煤层气含量分布不均一,治理难度大。以靖远煤田魏家地煤矿为研究区,以煤层气钻井、录井、测井数据及勘探与生产期间获得的... 我国西北地区河西走廊带东部广泛发育的小型断陷含煤盆地,煤层厚度大且变化快,受中新生代陇西旋卷构造叠加影响,煤层气含量分布不均一,治理难度大。以靖远煤田魏家地煤矿为研究区,以煤层气钻井、录井、测井数据及勘探与生产期间获得的构造和水文资料为基础,系统分析研究区煤层气富集特征及其构造控制作用,取得如下主要认识:受“旋卷挤出效应”和“断层阻挡效应”控制,研究区形成高角度逆断层间夹东西雁列状排列的背−向斜。以F3断层为界,分为西南部压性构造区、东北部压扭构造区,各构造分区煤层含气量整体偏低,且差异明显。旋卷压扭构造作用控制下的断层面泥岩涂抹封闭、顶板有效封盖、构造煤吸附性能强且封闭性强是煤层气富集关键控因。本次构建了3种煤层气富集模式:旋扭构造过渡段裂隙闭合区煤层气富集模式、逆断层下盘构造高点煤层气富集模式和向斜核部煤层气富集模式,其中靠近断层位置地层偏转明显,中间位置存在一个旋扭的过渡段,旋卷压扭构造区内过渡段现今水平最大主应力方向与裂隙方向垂直煤层裂隙闭合程度高,煤层气富集。以上认识可以为河西走廊带东部旋卷压扭断陷盆地瓦斯治理和煤层气开发提供理论支撑。 展开更多
关键词 旋卷构造 煤层气 富集模式 断陷盆地 河西走廊带
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浅层煤层气大平台井眼轨迹整体优化设计技术的应用--以保德区块保8井区为例
11
作者 曹振义 李世超 +3 位作者 苗强 马科迪 衣丽伟 樊洪波 《录井工程》 2025年第1期56-62,共7页
保8井区位于鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带北段的保德区块,为浅层煤层气勘探开发区域。因目的层埋深浅、地层倾角大、构造变化复杂,加之井场空间有限、井位密集,导致井区钻井施工面临钻井防碰、高位垂比、大摩阻扭矩和井眼清洁困难等难题... 保8井区位于鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带北段的保德区块,为浅层煤层气勘探开发区域。因目的层埋深浅、地层倾角大、构造变化复杂,加之井场空间有限、井位密集,导致井区钻井施工面临钻井防碰、高位垂比、大摩阻扭矩和井眼清洁困难等难题。为此,采用Landmark钻井工程设计系统进行深入分析,通过计算特定入靶井斜角、靶点埋深及靶前距条件下的造斜率与稳斜段井斜角之间的关系,基于“提前造斜、稳斜探层、井间防碰”理念,进行井眼轨迹优化设计。即采用六段制三维井眼轨迹设计提升轨迹稳定性,通过调整造斜点位置来降低摩阻和狗腿度;采用漂浮下套管工艺来解决下套管难题,避免套管螺旋屈曲;通过“ϕ80.9 mm加重钻杆+ϕ73 mm油管+ϕ60.33 mm油管”的管串组合设计,确保压裂管柱顺利下入,减少抽油杆磨损,延长其使用寿命,提高排水降压效率。该方法成功应用于保8井区,完成了35口定向井和20口水平井的钻探,水平井平均位垂比3.15,最大位垂比5.32,无轨迹碰撞事故,储层钻遇率98.2%,井身和固井质量均达到100%优良标准。优化后的井眼轨迹在钻完井、压裂管柱下入和排采抽油杆偏磨等方面表现出良好的适应性,为构建国内首个亿方级煤层气大平台提供了坚实的技术支撑,该成功经验对于国内其他浅层煤层气勘探开发具有显著的示范效应和借鉴价值。 展开更多
关键词 浅层煤层气 大平台 水平井 定向井 钻井防碰 井眼轨迹优化 保8井区
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煤层气储层孔隙结构分形特征定量研究 被引量：57
12
作者 杨宇 孙晗森 +2 位作者 彭小东 李军 彭少涛 《特种油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期31-33,88,共4页
与常规天然气储层相比,煤层气储层具有更复杂的孔隙结构。根据分形理论,推导了一种利用毛管压力曲线,采用导数法计算煤层孔隙分形维数的方法,并且对计算过程中的分段性进行了讨论。根据沁水盆地煤样的实测毛管压力曲线计算储层的分形维... 与常规天然气储层相比,煤层气储层具有更复杂的孔隙结构。根据分形理论,推导了一种利用毛管压力曲线,采用导数法计算煤层孔隙分形维数的方法,并且对计算过程中的分段性进行了讨论。根据沁水盆地煤样的实测毛管压力曲线计算储层的分形维数,并对分形维数的影响因素进行了分析,发现不同煤阶的煤层样品具有不同的孔隙类型,分形维数有明显区别。 展开更多
关键词 煤层气 孔隙结构 毛管压力 分形维 煤级
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煤层气排采初期阶段合理降压速率的研究 被引量：31
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作者 段品佳 王芝银 +1 位作者 翟雨阳 张冬玲 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1689-1692,共4页
基于井周煤岩应力状态分析,对煤层气开采初期的降压速率进行了理论研究和探讨,建立了控制排采降压速率的力学分析模型,并结合陕西韩城地区的实际工程测试资料确定了开采过程中的合理降压速率上限值。同时,根据对多口井资料的研究分析,... 基于井周煤岩应力状态分析,对煤层气开采初期的降压速率进行了理论研究和探讨,建立了控制排采降压速率的力学分析模型,并结合陕西韩城地区的实际工程测试资料确定了开采过程中的合理降压速率上限值。同时,根据对多口井资料的研究分析,给出了合理降压速率上限值随储层埋深的变化规律。研究分析表明:降压速率合理上限值随储层埋深呈线性递增;煤岩力学特性对合理降压速率的影响较大;通过合理控制降压速率的变化可以使储层渗透能力不断提高或保持在较高的水平上。 展开更多
关键词 煤层气 排采初期 降压速率 渗透率 井底压力
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煤层气与相邻砂岩气藏合采数值模拟研究 被引量：16
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作者 冯其红 张先敏 +1 位作者 张纪远 陈东 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第A01期169-173,共5页
借鉴现有模型,建立了煤层与相邻砂岩储气层合采的三维气-水两相流动数学模型及数值模型,并结合韩城矿区煤储层以及砂岩层的实际地质资料,开展了煤层气与相邻砂岩储气层合采条件以及显著性影响因素的数值模拟分析研究。研究结果表明,砂... 借鉴现有模型,建立了煤层与相邻砂岩储气层合采的三维气-水两相流动数学模型及数值模型,并结合韩城矿区煤储层以及砂岩层的实际地质资料,开展了煤层气与相邻砂岩储气层合采条件以及显著性影响因素的数值模拟分析研究。研究结果表明,砂岩层含水饱和度对煤层气与相邻砂岩气藏合采的影响最为显著,由此确定煤层气与相邻砂岩气藏合采的首要条件为相邻砂岩储气层不含水或微含水,且仅当韩城矿区内与5号煤层相邻的山西组底部砂岩层孔隙度达到5%以上时,才具备与煤层合采的意义,此时相邻砂岩层煤成气可成为煤层气井产能的有利补充。 展开更多
关键词 煤层气 砂岩 合采
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煤层气井井间干扰研究及应用 被引量：20
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作者 闫霞 李小军 +3 位作者 赵辉 张伟 王泽斌 毛得雷 《岩性油气藏》 CSCD 北大核心 2015年第2期126-132,共7页
井间干扰是实现煤层气稳产高产的有效技术措施。目前,煤层气井间干扰的理论研究较多,准确量化的现场认识较少。根据煤层气井排采的特点,提出了一种方便、可靠、高效的用于判断井间干扰现象及定量计算井间干扰程度的新方法,该方法利用现... 井间干扰是实现煤层气稳产高产的有效技术措施。目前,煤层气井间干扰的理论研究较多,准确量化的现场认识较少。根据煤层气井排采的特点,提出了一种方便、可靠、高效的用于判断井间干扰现象及定量计算井间干扰程度的新方法,该方法利用现场观察到的煤层气井启抽水位与原始水位存在的明显差异,定量化煤层气排采降压过程中出现的井间干扰现象。通过在保德区块的实际应用,对比了所提出方法与煤层气理论判断方法的优缺点,并验证了所提出方法的可靠性,得出了该区块井间干扰特征的定量化认识,同时提出了井间干扰规律在合理部署井位、提高产气速度、缩短见气时间及优化排采制度等方面的应用建议。 展开更多
关键词 煤层气 井间干扰特征 压力分布数学模型 井网部署 排采建议
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煤层气复杂渗流机制下水平井压裂参数优化研究 被引量：4
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作者 朱卫平 甄怀宾 +4 位作者 刘曰武 张天翔 高大鹏 孙伟 何东琴 《中国石油勘探》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期822-830,共9页
为了优化不同煤层条件下的水平井压裂参数,考虑气体解吸和气水两相流动特征建立了渗流模型,采用PEBI网格和有限体积法进行求解.根据煤层的渗透率和厚度特征,划分了4种煤储层类型,建立了相应的机理模型,进而模拟计算了不同水平井压裂参... 为了优化不同煤层条件下的水平井压裂参数,考虑气体解吸和气水两相流动特征建立了渗流模型,采用PEBI网格和有限体积法进行求解.根据煤层的渗透率和厚度特征,划分了4种煤储层类型,建立了相应的机理模型,进而模拟计算了不同水平井压裂参数下的累计产气量和压力场.研究发现:煤层性质极大影响了多段压裂水平井的产能,通过分析不同煤层性质条件下水平井压裂参数与累计产气量的关系曲线,得到了模拟条件下水平段长度、裂缝半长和裂缝间距的最优值.对于厚度大的煤层建议水平段长度控制在1300m,裂缝间距为75~100m,裂缝半长为60m;对于厚度小、渗透率高的煤层建议水平段长度控制在1500m以上,裂缝间距为75m,裂缝半长则是越大越好;对于性质很差的煤层不建议采用多段压裂水平井开发. 展开更多
关键词 煤层气 多段压裂水平井 渗流模型 水平段长 压裂裂缝间距 压裂裂缝半长
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重力效应对煤层气水平井固井顶替的影响研究 被引量：7
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作者 陈东 包莉军 +3 位作者 张毅 张慧 刘富 魏凯 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2020年第4期24-27,I0002,共5页
水平井技术是高效开发煤层气资源的重要方式,受水平段套管自重和下套管工艺的影响,水平段环空偏心问题严重,固井质量难以保证,严重影响了煤层气水平井后期的压裂、排水采气等工序。针对水平井偏心环空注水泥顶替时的偏心特点和重力效应... 水平井技术是高效开发煤层气资源的重要方式,受水平段套管自重和下套管工艺的影响,水平段环空偏心问题严重,固井质量难以保证,严重影响了煤层气水平井后期的压裂、排水采气等工序。针对水平井偏心环空注水泥顶替时的偏心特点和重力效应,基于Level Set理论建立了水平井固井注水泥顶替界面控制模型,采用数值方法对模型进行了求解,分析了重力效应对顶替界面形态变化的影响,为水平井固井注水泥设计提供了理论支撑。研究结果表明,水平井偏心环空注水泥时存在着严重的上部指进、下部滞流现象,随着顶替时间的增加,指进高度增大;重力效应能够降低偏心效应引起的指进现象,水泥浆与前置液的相对密度越大,偏心效应引起的指进现象越不明显;但对于煤层气储层来说,水泥浆密度过大容易导致煤层伤害,仅仅依靠提高水泥浆密度无法实现稳定顶替,还需要通过水泥浆流变性的调整实现。 展开更多
关键词 油气井工程 煤层气 水平井固井 两相顶替 重力效应
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正交各向异性储层煤层气井合理井底压力研究 被引量：4
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作者 赵斌 王芝银 +2 位作者 温声明 翟雨阳 张冬玲 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A02期353-358,共6页
井底压力是影响煤层气井井周围岩应力状态的关键因素,在煤层气排采过程中将其控制在合理范围是保持煤层气井稳定的要求。根据各向异性材料力学理论,导出了平面应变条件下正交各向异性储层的本构关系,构造了井周围岩在不同受力状态下的... 井底压力是影响煤层气井井周围岩应力状态的关键因素,在煤层气排采过程中将其控制在合理范围是保持煤层气井稳定的要求。根据各向异性材料力学理论,导出了平面应变条件下正交各向异性储层的本构关系,构造了井周围岩在不同受力状态下的应力函数;采用应力变分法,导出了井周围岩在井底压力与地应力共同作用下的应力分量表达式;基于莫尔-库伦准则,推导出保持井周围岩不发生剪切破坏的井底压力区间。研究结果表明:正交各向异性储层中,井周围岩应力是极径和极角的函数,井壁在特定的点最先发生屈服;只有在井底压力处于合理范围时,煤层气井才能保持安全稳定。所得结果可被应用于裂隙储层煤层气井定量化排采控制中。 展开更多
关键词 正交各向异性 煤层气井 井底压力 应力变分法 应力分量
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煤层气聚合物钻井废液无害化处理研究 被引量：4
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作者 毛志新 张太亮 +3 位作者 赵德银 莫林 郭威 钟水清 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2012年第3期82-85,13,共4页
针对煤层气钻井液类型、钻井废液组成、特点及危害分析,根据煤层气钻井特点及煤层气废泥浆现场处理要求,提出了对煤层气钻井废液进行现场进行无害化处理优化工艺研究。通过对处理钻井废液各处理剂研究,得到处理无害化煤层气钻进废液的... 针对煤层气钻井液类型、钻井废液组成、特点及危害分析,根据煤层气钻井特点及煤层气废泥浆现场处理要求,提出了对煤层气钻井废液进行现场进行无害化处理优化工艺研究。通过对处理钻井废液各处理剂研究,得到处理无害化煤层气钻进废液的优化工艺条件:PC-1脱稳混凝剂加量为8000mg/L;QP混凝助剂加量为30mg/L;YH处理剂加量为1000mg/L,pH值为5～6,作用时间为50min。钻井废泥浆固化处理优化工艺:固化剂:FS为加量7%;破胶催化剂:CPCA加量为1.5%～2.0%。通过上述优化工艺对煤层气聚合物钻井废液处理后各项指标达到一级排放标准(GB8978-1996)。 展开更多
关键词 聚合物钻井废浆 破胶混凝 废水深度氧化 废泥浆固化
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准噶尔盆地南缘急倾斜储层煤层气多层合采产出模拟研究 被引量：2
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作者 黄红星 傅雪海 +2 位作者 赵增平 陈东 彭宏钊 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期199-205,共7页
为促进准噶尔盆地南缘具有巨厚、多层、急倾斜地质特征煤储层煤层气的高效开发,基于阜康西区CS18井地质数据,利用Eclipse软件模拟研究了不同层间距、不同排采强度和不同物性参数差异引起的层间干扰条件下急倾斜储层煤层气3层合排的产出... 为促进准噶尔盆地南缘具有巨厚、多层、急倾斜地质特征煤储层煤层气的高效开发,基于阜康西区CS18井地质数据,利用Eclipse软件模拟研究了不同层间距、不同排采强度和不同物性参数差异引起的层间干扰条件下急倾斜储层煤层气3层合排的产出特征。模拟结果表明不同层间距的急倾斜储层煤层气3层合采总产出曲线形态基本一致,都呈现出日产气量先增大后降低的趋势。但是随着层间距的增大,第1层由于较高的渗透率使得产气量逐渐增大,而第3层则相反。但是第1层储层的增产量与第3层储层的减产量大部分抵消,储层上倾方向含气量随层间距的增大较下倾方向略快。所以整体上在3层合采过程中,第1层和第3层距离主采层(第1层)越近,其产气量越高,即层间距越大产气量越低。多层合采对于急倾斜储层来说上倾方向和下倾方向也存在差异。随着排采强度增大,上倾方向的储层压力快速降低,这加速了3层合采的进程。而排采强度较低,上倾方向储层因较高的储层压力使煤层气的解吸、产出受到抑制,但随着排采的进行,抑制逐渐消失。含气量和渗透率物性参数差异对多层合采的影响也存在不同,模拟显示中部储层含气量高有利于上部和下部储层煤层气的产出,而渗透率高则抑制上部和下部储层煤层气的产出。 展开更多
关键词 急倾斜 储层煤层气 多层排采 数值模拟 层间干扰
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