沁水盆地深部煤层气开发井完井技术进展 被引量：2

1

作者 申鹏磊 吕帅锋 +3 位作者 白建平 李国富 杨燕青 熊章凯 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期255-265,共11页

沁水盆地深部煤储层具有低渗-特低渗、局部高饱和、低孔隙率、高热演化程度的地质特征,在直井/水平井+大规模压裂的开发模式下,需要与之相适应的完井技术才能保证储层改造和后期生产效果。系统分析煤层气开发水平井常规单层套管完井技... 沁水盆地深部煤储层具有低渗-特低渗、局部高饱和、低孔隙率、高热演化程度的地质特征,在直井/水平井+大规模压裂的开发模式下,需要与之相适应的完井技术才能保证储层改造和后期生产效果。系统分析煤层气开发水平井常规单层套管完井技术、裸眼/筛管完井技术、套管+滑套完井技术的不同井身结构和井下工具类型,并对不同完井技术的适用条件和技术特点进行了论述。研究结果表明:常规单层套管完井技术施工工艺成熟,三开完井结构应用普遍,但不利于降本增效;二开完井结构仅适用于煤储层上覆地层较为稳定、无含水层或微弱含水层的地质条件;裸眼/筛管完井技术可减少煤层段的污染,但无法进行后期储层改造,适用于煤体结构完整、煤层渗透性强的储层;套管+滑套完井技术可省去压裂前的射孔作业,但井下工具的正常运行无法保障且后期压裂排量受到限制。针对U型开发井组中的生产直井,在井筒无法满足大规模压裂作业的前提下,提出了新型双层套管完井技术,该技术的原理是在老井筒中根据地质条件和老井特点通过优选套管和固井工具来重塑井筒,满足后期压裂工艺和保证压裂改造效果。其特点主要是在目的煤层顶板以上采用了水泥封固,配合高抗压、较大内径套管,使井筒能够满足高施工压力的大规模压裂,同时煤层段选用筛管,节约了射孔费用,还可有效避免排采阶段地层坍塌掩埋井筒煤层段。该技术在沁水盆地深部煤储层成功应用,试验成果表明其能够满足深部煤层气大规模、高施工压力下的压裂作业,具有推广前景。 展开更多

关键词 沁水盆地 深部煤层气 完井技术 双层套管 大规模压裂

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和顺横岭区块深部煤层气井压裂工艺研究及应用 被引量：10

2

作者 李贵山 白建平 +2 位作者 黄帆 李友谊 申鹏磊 《煤炭工程》 北大核心 2021年第8期166-171,共6页

为了勘探开发和顺横岭区块的深部煤层气,研究适用于深部煤层气井开发的压裂工艺,采用了水力喷砂射流压裂、连续油管底封拖动压裂、"水力喷砂射孔+大排量复合压裂"和"段内多簇定向射孔+桥塞联作分段压裂"技术对和顺... 为了勘探开发和顺横岭区块的深部煤层气,研究适用于深部煤层气井开发的压裂工艺,采用了水力喷砂射流压裂、连续油管底封拖动压裂、"水力喷砂射孔+大排量复合压裂"和"段内多簇定向射孔+桥塞联作分段压裂"技术对和顺横岭区块的深部煤层气井进行压裂作业,压裂结果和生产试采效果证明:"段内多簇定向射孔+桥塞联作分段压裂"成功率高,施工排量大、段与段之间封闭性好和作业效率高,通过采用"密切割"改造方式,储层改造体积提升明显,裂缝与储层的接触面积较大,储层向裂缝和井筒的供液和供气能力较强,可作为深部煤层气水平井的主要压裂方式。 展开更多

关键词 和顺横岭区块 深部煤层气 压裂工艺 连续油管底封拖动压裂 密切割

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深部煤层气水平井水力压裂技术——以沁水盆地长治北地区为例 被引量：36

3

作者 申鹏磊 吕帅锋 +4 位作者 李贵山 任博 白建平 贾晋生 陈召英 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2488-2500,共13页

储层改造是获得低渗透煤层气井高产的重要手段,虽然我国深部煤层气资源丰富,但是由于煤储层渗透率低,面临着不同煤层气地质条件下的储层改造技术适应性差的困境。以沁水盆地长治北部地区为例,介绍了研究区地质概况和开发模式,分析了4种... 储层改造是获得低渗透煤层气井高产的重要手段,虽然我国深部煤层气资源丰富,但是由于煤储层渗透率低,面临着不同煤层气地质条件下的储层改造技术适应性差的困境。以沁水盆地长治北部地区为例,介绍了研究区地质概况和开发模式,分析了4种深部煤层气井水力压裂工艺技术及应用效果。结果显示以水平井为主要井型、实现压裂后井间干扰提产是规模化开发深部煤层气资源的主要途径。光套管压裂技术可实现大规模压裂,但容易造成储层污染,且可调性较差导致压裂效果偏差;连续油管压裂技术自动化程度和作业效率高,是目前的主流压裂技术,但是配套设施要求较高、成本高;常规油管压裂技术可实现射孔、压裂、封隔一体化作业,且射流效应定向性强,但是不能够带压作业,容易造成压力激动、压后堵前。为此,自主开发了常规油管带压压裂新技术。该技术以常规油管压裂技术为基础,在井口和井下油管内安装稳压装置控制压裂过程中油管内外的带压状态,配合钢丝绳打捞装置,优化上提下放程序,从而实现带压拖动压裂作业。该技术压裂施工曲线以压力平稳型为主,能够形成连续和平直的压裂裂缝通道,减少储层伤害;微地震监测显示压裂裂缝两翼长达70 m;试验井日产气量达4000 m^(3)以上;同时节约了作业成本,提高了压裂效率。 展开更多

关键词 深部煤层气 水平井 水力压裂 带压油管压裂技术 裂缝监测

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深部煤层气水平井测-定-录一体化地质导向技术 被引量：18

4

作者 申鹏磊 白建平 +2 位作者 李贵山 吕帅锋 贾晋生 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2491-2499,共9页

我国深部煤层气资源丰富,目前已逐步进入勘探开发阶段,但经济高效的煤层气井数量偏少。钻井工程导向技术是制约煤层气水平井产能的首要因素:一方面,要求着陆井段轨迹平滑,使着陆层位和角度与地层参数相互匹配,以免造成后期排采设备故障... 我国深部煤层气资源丰富,目前已逐步进入勘探开发阶段,但经济高效的煤层气井数量偏少。钻井工程导向技术是制约煤层气水平井产能的首要因素:一方面,要求着陆井段轨迹平滑,使着陆层位和角度与地层参数相互匹配,以免造成后期排采设备故障率高、排采不连续的现象;另一方面,水平段煤层钻遇率尽可能高,以保障供气充足。基于此,在总结前期深部煤层气水平井地质导向经验基础上,提出集测井、定向、录井技术于一体的地质导向技术,最大限度优化井眼轨迹,提高靶点着陆准确度和水平段煤层钻遇率。该技术主要流程为:根据前期有限的钻探、地震等资料建立目的层地质模型,钻井工程实施过程中通过垂直井段获取钻遇地层的测井参数响应值,水平段钻进时实时对比定向和录井参数,及时校正随钻伽玛,利用GeoWorks软件进行层位对比和划分,并建立动态地质模型,进而调整和预测后续井眼轨迹。通过沁水盆地横岭区块HL-U-04井实例应用,该技术取得了良好的应用效果,施工周期缩短了30%,煤层钻遇率提高了24.47%。该井完钻后连续油管压裂套管压力在5.7 m^3/min的排量下稳定维持在35 MPa,达到了储层改造效果,投产后该井排采初期日产气量稳定在1000 m^3左右。因此,测-定-录一体化地质导向技术提高了水平井钻井技术的精确性和高效性。 展开更多

关键词 深部煤层气 测-定-录一体化 地质导向 井眼轨迹 煤层钻遇率

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沁水盆地郑庄区块煤层气水平井钻井体系优化 被引量：7

5

作者 李贵山 于振锋 +2 位作者 杨晋东 宋新亚 郭琛 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期118-126,共9页

郑庄区块位于沁水盆地西南部,主产气层位为山西组3号煤和太原组15号煤,区内煤层赋存特征以及含气性无论从垂向上还是横向上均差异较大。分别对3号煤和15号煤的主裂缝延伸方向以及含气性进行分析,在此基础上对该地层水平井钻井体系进行... 郑庄区块位于沁水盆地西南部,主产气层位为山西组3号煤和太原组15号煤,区内煤层赋存特征以及含气性无论从垂向上还是横向上均差异较大。分别对3号煤和15号煤的主裂缝延伸方向以及含气性进行分析,在此基础上对该地层水平井钻井体系进行了优化,结果显示:3号煤的水平最大主应力方向应为北东45°~60°,南西225°~240°;15号煤的水平最大主应力方向应为北东60°~75°,南西240°~255°。15号煤水平最大主应力方向与3号煤的相差15°左右。3号煤层属特低硫~低硫无烟煤,煤厚基本在5~6 m。15号煤层属中高硫~高硫无烟煤,煤层厚度在横向上总体较稳定,一般为4~5 m,煤层结构较为复杂。3号煤层和15号煤层含气量由区块南部向北部略有增加的趋势,呈现北东向展布的相对富集区夹小面积零星分布的相对低含气量区。优化钻井体系主要从钻井设计方案优化和钻井过程优化两个方面来实施。钻井设计方案优化主要包括:钻井设计理念的优化、井位优化和钻井轨迹设计优化。钻井过程优化主要包括:钻井设备优化、钻井液体系优化和井眼轨迹控制。井眼轨迹控制包括:无导眼精准着陆、弯曲段井眼轨迹控制、着陆时井眼轨迹控制和着陆后水平段井眼轨迹控制。ZH-L36井运用优化后的钻井体系,最终煤层钻遇率达到99%,压裂后产气量达4万m3/d。区块运用优化后的钻井体系,日产气量提高了100万m3/d。 展开更多

关键词 沁水盆地 郑庄区块 煤层气 水平井 钻井体系

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煤层气径向井井眼轨迹特征与监测方法

6

作者 信凯 季长江 肖淳 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期130-137,共8页

为查明径向井分支在煤层中的施工轨迹是否与设计轨迹一致,保障煤储层的增透改造效果。采用地面小型试验与现场测试相结合的手段,先对煤储层径向井井眼轨迹的影响因素展开研究,并基于电位法监测技术分析该方法用于煤层气径向井轨迹监测... 为查明径向井分支在煤层中的施工轨迹是否与设计轨迹一致,保障煤储层的增透改造效果。采用地面小型试验与现场测试相结合的手段,先对煤储层径向井井眼轨迹的影响因素展开研究,并基于电位法监测技术分析该方法用于煤层气径向井轨迹监测的可行性,在此基础上建立了基于电位法的煤储层径向井井眼轨迹监测方法与工艺,并进行现场监测分析。研究结果表明,煤层中径向井井眼轨迹主要受原始裂隙、地应力、结构薄弱面等因素共同控制,导致煤层气径向井在喷射施工过程中井眼方位通常会发生不同程度的偏转,角度在15°~30°间,径向井分支长度也均小于设计的喷射长度。电位法煤层气径向井轨迹监测方法可以清晰地监测到方位、长度等径向井轨迹参数的变化情况,研究结果可以有效地指导煤储层径向井的设计与施工。 展开更多

关键词 煤层气 径向井 井眼轨迹 电位法 监测

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沁水盆地横岭区块深部煤层气地震相控反演及有利区预测 被引量：2

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作者 杨燕青 申鹏磊 黄帆 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期181-191,共11页

随着浅部煤层气已探明可动用储量的减少,深部煤层气受到越来越多的关注。以沁水盆地东北部横岭区块为例,利用地震相控反演技术,采用厚度标定、有效储层厚度分析、多尺度边缘检测和岩性识别等方法,对横岭区块储层空间分布、煤层厚度、含... 随着浅部煤层气已探明可动用储量的减少,深部煤层气受到越来越多的关注。以沁水盆地东北部横岭区块为例,利用地震相控反演技术,采用厚度标定、有效储层厚度分析、多尺度边缘检测和岩性识别等方法,对横岭区块储层空间分布、煤层厚度、含气性、储层特性等进行预测,结果表明:相控非线性随机反演的方法在目的储层反演中取得显著效果。区块内确定的3个煤储层小层地震波特征与测井结果一致;15号煤层厚度在4~7 m,分布为NNE方向,全区厚度分布稳定,最厚处位于西北部,最薄处位于中西部;15号煤层在区块中部和北部含气特征明显,有效储层厚度最高可达4.5 m;15号煤孔隙度分布整体较均匀(4%~6%);煤层厚的区域孔隙度较大,含气高部位对应的孔隙度发育较好,煤层裂隙主要分布在区块西部,断层发育的破碎带裂隙发育好,裂隙密度随着深度增加逐渐减少。同时,根据以上研究成果,并结合实际开发经验,圈定了15号煤层有利区4处,煤层气综合有利区4处。 展开更多

关键词 深部煤层气 横岭区块 煤层气 地震反演 有利区预测

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基于支持向量机的开采沉陷预计参数选取研究 被引量：4

8

作者 拓万兵 姜伟 吴凤民 《中国矿业》 北大核心 2015年第2期114-116,120,共4页

为建立精确度高且具有自学习能力的开采沉陷预计参数选取模型,采用主成分分析方法,对文献中的数据进行预处理,选择累计方差达到96.79%的6个主成分因子和地表下沉系数为输入和输出变量,以径向基(RBF)为核函数,建立了基于支持向量机开采... 为建立精确度高且具有自学习能力的开采沉陷预计参数选取模型,采用主成分分析方法,对文献中的数据进行预处理,选择累计方差达到96.79%的6个主成分因子和地表下沉系数为输入和输出变量,以径向基(RBF)为核函数,建立了基于支持向量机开采沉陷预计参数选取模型。结果表明,支持向量机模型在训练样本较少的情况下,具有较高的预测精度和较强的泛化能力,平均相对误差和均方根误差值的对比证明了支持向量机模型的预测准确性和预测稳定性更好。 展开更多

关键词 支持向量机 主成分分析 下沉系数 选取

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鄂尔多斯盆地东缘太原组风暴沉积特征及环境模式 被引量：1

9

作者 宋慧波 张彬 +4 位作者 于振锋 金毅 胡斌 牛永斌 张立军 《沉积学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1370-1383,共14页

【目的】鄂尔多斯盆地东缘乡宁地区甘草山一带下二叠统太原组灰岩中发育多层风暴沉积,主要分布在L2、L3、L4和L5灰岩层中。【方法】基于岩性、沉积构造、遗迹化石和沉积序列研究,对该区碳酸盐岩风暴事件沉积序列中的侵蚀基底构造与生物... 【目的】鄂尔多斯盆地东缘乡宁地区甘草山一带下二叠统太原组灰岩中发育多层风暴沉积,主要分布在L2、L3、L4和L5灰岩层中。【方法】基于岩性、沉积构造、遗迹化石和沉积序列研究,对该区碳酸盐岩风暴事件沉积序列中的侵蚀基底构造与生物碎屑滞积层、粒序层、纹理层、生物成因构造(遗迹化石)和泥灰岩或灰质泥岩层的主要特征进行了较详细论述。【结果】根据不同灰岩层中风暴沉积序列的垂向组成特点,识别出5种风暴沉积类型:类型A沉积序列由波状侵蚀基底和粒序层两个沉积单元构成,发育于近岸正常天气浪基面之上的滨岸带;类型B沉积序列以波状侵蚀基底、粒序层和纹理层(丘状—洼状交错层理)三个层段为特征,产生于潮下带、正常天气浪基面与风暴浪基面之间的上部沉积环境;类型C由波状侵蚀基底、粒序层、纹理层(丘状—洼状交错层理及缓波状层理)和顶部泥灰岩层等4个沉积单元组成,形成于正常天气浪基面与风暴浪基面之间的下部沉积环境;类型D沉积序列由基底侵蚀及生物碎屑滞积层、粒序层、生物扰动层和泥灰岩层组成,出现于风暴浪基面附近的沉积环境;类型E则以微波状侵蚀基底、薄层粒序层、遗迹化石层和泥灰岩层构成为特点,发生在风暴浪基面附近及之下的浅海沉积环境。【结论】该研究不仅对鄂尔多斯盆地下二叠统太原组碳酸盐岩及其沉积环境提出了新的认识,而且可以对该地层中的油气资源勘探与开发提供沉积环境分析和古地理重建方面的事件沉积佐证。 展开更多

关键词 太原组 风暴沉积 沉积环境 下二叠统 鄂尔多斯盆地

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基于WSN和FCS的刮板输送机监控系统的设计 被引量：3

10

作者 骆小红 赵祉友 《中国煤炭》 北大核心 2014年第8期79-82,共4页

提出并设计了基于WSN和FCS的刮板输送机监控系统,详细介绍了该监控系统的设计思路、网络结构和软件设计。该监控系统借助当前发达的测量技术、传感器技术和微电子技术,通过无线传感器网络实时获取刮板输送机的工作参数和环境参数监测刮... 提出并设计了基于WSN和FCS的刮板输送机监控系统,详细介绍了该监控系统的设计思路、网络结构和软件设计。该监控系统借助当前发达的测量技术、传感器技术和微电子技术,通过无线传感器网络实时获取刮板输送机的工作参数和环境参数监测刮板输送机的工作状况,并通过工业以太网络和现场总线控制系统实现对刮板输送机进行远程控制,从而大大提高了煤矿采煤工作效率。 展开更多

关键词 刮板输送机 监控系统 工业以太网 无线传感器网络

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鄂尔多斯盆地东缘晚古生代泥岩地球化学特征及有机质富集机理 被引量：1

11

作者 杨晋东 于振锋 +1 位作者 郭旭 赵瑞熙 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1104-1119,共16页

鄂尔多斯盆地东缘煤层气、致密砂岩气资源丰富且含气层位较多,为探究煤系地层泥质烃源岩有机碳含量及其影响因素,指导该区煤系气资源高效开发,本文采集了石西地区石盒子组、山西组和太原组共计26块泥质岩样品,利用ICP-MS、SEM、XRF和同... 鄂尔多斯盆地东缘煤层气、致密砂岩气资源丰富且含气层位较多,为探究煤系地层泥质烃源岩有机碳含量及其影响因素,指导该区煤系气资源高效开发,本文采集了石西地区石盒子组、山西组和太原组共计26块泥质岩样品,利用ICP-MS、SEM、XRF和同位素质谱仪开展有机碳含量、干酪根碳同位素、主微量元素和黏土矿物组成等分析测试工作。基于实验结果,对石炭—二叠系沉积环境(包括氧化还原条件、古气候及陆源碎屑)进行了分析,并进一步探究其对有机质富集的控制作用。结果表明,研究区山西组和太原组泥岩样品有机碳含量介于0.31%~5.97%(均值2.87%),而石盒子组为0.09%~2.75%(均值0.72%)。太原组至石盒子组样品Sr/Cu和Mg/Ca值偏低,Fe/Mn值较高,指示该沉积时期整体属于温暖潮湿气候,氧化还原敏感元素(RSEs)指标V/(V+Ni)和Ce/La均值分别为0.75、1.93,呈现缺氧环境特征。TOC值与Sr/Cu、Fe/Mn等气候指标相关性很弱,当TOC值小于1,与氧化还原敏感元素(RSEs)无明显相关性;当TOC值大于1,TOC和Al、RSEs元素之间分别存在显著正相关性。上述表明太原组和山西组有机质富集主要受水体氧化还原条件和陆源碎屑控制,石盒子组沉积时期受鄂尔多斯盆地东缘晚古生代海退趋势影响,由浅海陆棚相过渡为海陆过渡相,处于动水、高能环境,有机质不易富集保存。 展开更多

关键词 鄂尔多斯盆地 有机质 富集机理 石西地区 电感耦合等离子体质谱法 扫描电镜

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