煤层气排采工艺技术研究和展望

煤层气勘探开发的主要工艺技术流程是钻井、压裂和排采,排采是煤层气开发的重要环节。作为开发链条上的重要环节,很长时期并未受到足够的重视。根据煤层气的排采机理,重点阐述了国内外煤层气排采工艺技术,提出煤层气井压裂裂缝三维延伸模型和产量动态预测模型,分析了煤层气排采不合理所造成的问题,可以通过控制生产压差和排采速度,调整排采组合方式,采用定压排采和定产排采相结合的方法来解决或缓解。实现煤层气排采定量化和自动化,对合理开发煤层气、提高煤层气藏开采规模、降低成本和优化中国能源结构具有重要意义,是十分必要和紧迫的。     

基于浓缩理论的大型压裂破胶优化技术及应用

针对储层孔、渗条件很差的致密砂岩油气藏，常规的破胶剂加量技术已经不能满足大型压裂对破胶的更高要求，在考虑了压裂液在地层中由于滤失而产生浓缩效应的基础上，提出了一种新的压裂液破胶优化技术。通过压裂施工裂缝温度场模拟，不同温度条件下的破胶实验以及考虑液体滤失浓缩后的破胶实验，认为大型压裂施工现场破胶剂加量应该在常规加量基础上进行一定程度的增加，才能保证大型压裂的破胶效果，实现快速排液，降低伤害。该破胶优化技术在CX491井155.6m³大规模压裂施工成功应用，开井17h液体返排率达到了74.9%，且返排液破胶彻底，天然气测试产量从射孔后的0.2×10⁴m³/d（敞井）增加到14×10⁴m³/d（井口压力22MPa），目前该技术正在川西地区大型压裂施工中逐步推广。     

韩城地区煤层气井群的排水采气关系研究

本文以韩城地区的WL1井群近五年的排水采气数据为依据,分析了煤层气井群水力压裂过程中的相互影响关系,以及煤层气井的排水、产气规律。并按照各煤层气井的排水和产气速度,将井群区域进行划分成不同等级的排水区及产气区。在此基础上提出以井群开发煤层气,在井群内建立排水区和产气区的井群采气概念。     

贵州六盘水煤层气勘探开发有利目标区优选

针对贵州六盘水煤层气富集带，从向斜构造、封闭条件、煤层割理、煤的演化和含气量5个方面探讨了该地区煤层气可能富集高产的原因，认为该区大面积的向斜构造为煤层气富集高产提供了基础条件。根据各向斜煤层气赋存特征及资源状况，并考虑煤层气富集高产有利因素和经济地理条件等综合分析，提出最有利区块4个，有利区块4个。重点评述了格目底向斜和盘关向斜重点勘查目标区的最有利区块。     

沁水煤田南部煤层气可采选区评价系统指标体系

本文通过对煤层气可采性影响因素详细分析 ,强调指出了煤层气选区评价中煤层气可采性的重要性 ,提出了含气量结合煤层气可采性进行了煤层气选区的新思路。构建了一套对于类似研究区这样研究程度较低条件下 ,具有三层结构的煤层气选区的指标体系。根据评价目标 ,划分出生气、储集以及开采三个类指标层 ,并将每一类指标细分到可直接进行量化的基础指标。提出了将构造部位作为间接衡量煤储层渗透性能的指标 ,并通过对该区地质构造研究的成果 ,根据构造带影响宽度将其量化。所建立的指标体系在研究区煤层气可采性等级区划中取得了实际的效果。     

致密砂岩气藏储量难动用影响因素及开发对策

致密砂岩气藏复杂地质特性和特殊渗流机理造成相当一部分储量难以得到有效动用。以川西新场气田Js¹₂、Js³₂气藏为例，在大量室内实验及现场试验的基础上，对致密砂岩气藏渗流机理进行了深入的研究，认为水锁效应、应力敏感伤害、启动压力效应是影响储量难以动用的主要影响因素。目前的生产压差为10MPa，远大于合理的生产压差7MPa，造成较严重的应力敏感伤害；压裂过程中水锁效应则导致压裂液返排率低，压裂液滤失带启动压力高，气相渗透率低，制约了压裂开发的效果。以低伤害为核心，高效返排为手段的大型加砂压裂技术、多层压裂合层套采技术、水平井及水平井压裂技术是开发新场气田Js₂¹、Js₂³气藏难动用储量的主要技术手段。     

水平井分段压裂在特低渗透油藏开发中的应用

基于樊 147 区块特低渗透低砂泥岩薄互层状油藏， 通过数值模拟进行了水平井与直井联合注采井网的优化研究， 确定采用反九点注采井网； 通过渗流特征研究确定了分段压裂水平井的压力分布数学模型； 通过水平井参数的优化研究确定了水平井的轨迹沿着主力油层中部。根据油藏高压异常的特点， 采用井口带有防喷器的连续油管喷砂射孔、 分段加砂压裂技术。根据实际效果分析， 水平井分段压裂产能是相邻直井的 3 倍， 稳定日产油 15 t 左右， 递减比直井慢， 一口水平井投资是直井的两倍， 因此提高了经济效益。体现了水平井分段压裂技术开发低丰度油藏的优势和前景。     

低渗透油藏考虑压裂的合理注采井距研究

基于点源点汇渗流理论，推导了低渗透油藏考虑压裂措施的注采井间压力梯度分布方程，结合启动压力梯度 与低渗透油藏渗透率关系式提出了合理注采井距计算方法，并结合低渗透油藏实例，进行了注采井间压力梯度影响因 素分析，得到了低渗透油藏合理注采井距理论图版，验证了该方法的可靠性。结果表明：在渗透率、注采压差和压裂裂 缝长度一定的情况下，存在合理的注采井距，且合理井距随渗透率、注采压差和裂缝半长的增加而增大；认为采取压裂 等增产措施，有利于建立起有效的驱替压力系统，能较大幅度地提高合理注采井距。推导出的考虑压裂的注采井间压 力梯度表达式能够较准确地反映真实地层驱替压力系统，研究结果对合理开发低渗透油藏具有一定的实际意义。     

山西和顺天池煤矿煤层气资源评价

本文运用最新的煤矿区煤层气资源评价方法研究了区内煤层气资源特征。通过对山西和顺天池煤矿石炭系太原组主采煤层15号煤（以下简称15号煤）的煤田地质勘探、煤层气地质等方面资料的收集和分析整理的基础上，根据该煤层的埋深、煤质特征、构造等地质因素，对该煤层的含气性特征进行了综合分析。研究表明，本区主煤层含气量在3．07—11．96m3／t之间，在空间上，具有西北部高，东南部低的特征，并对煤层气的含气性和可采性的地质影响因素进行了初步的评价，最后利用体积法计算出该煤层的煤层气资源量为2．806亿m3。其中富甲烷带的煤层气资源量为0．043亿m3；含甲烷带的资源量分别为2．763亿m3。煤层气资源类别评价的最后评定为II类资源。     

特低渗透油藏压裂水平井新型布井方式研究

考虑长庆油田特低渗油藏地貌特征和储层各向异性，提出了一种压裂水平井新型布井方式。从钻井和油藏两个角度论证新型布井的可行性。丛式井技术可确保压裂水平井新型布井的顺利实施。利用油藏数值模拟方法，分别从单井产能、阶段采出程度、含水率、波及面积等方面评价了压裂水平井新型布井在交错、菱形和矩形井网中的开发效果。研究表明，新型布井与常规布井在交错井网中具有相同的开发效果；菱形和矩形井网中，新型布井可以提高阶段采出程度、单井产能和相对波及面积，降低相同采出程度对应的含水率。新型布井在菱形井网（矩形井网）30 a 的相对波及面积和采出程度分别提高6.00%（10.00%）和0.96%（1.60%），含水率95% 的采出程度提高1.05%（1.50%）     

渝东南渝页1 井页岩气吸附能力及其主控因素

页岩气是一种重要的非常规天然气，其中大部分的天然气以吸附态存在。为了探讨渝东南地区下志留统龙马溪组黑色页岩的天然气吸附能力和主控因素，对渝页1 井的岩芯进行了系统地采样，并做了孔隙结构和体积、矿物组成、有机质含量、成熟度测定和等温吸附实验。实验测试结果显示，饱和吸附量VL 在1.253.90 m3/t，平均为2.17 m3/t；Langmuir 压力常数pL 在1.909.48 MPa，平均为3.69 MPa。饱和吸附量与微孔体积具有负相关，与中孔体积和宏孔体积具有正相关。粘土矿物通过对微孔和中孔体积的控制来影响页岩的吸附能力，石英含量通过对宏孔体积的控制来影响页岩吸附能力。有机碳含量对页岩的吸附能力主要由其较发育的宏孔隙控制，另外，还可能有其他方面的影响因素，比如有机碳表面的亲油性对气态烃较强的吸附能力以及气态烃在无定形和无结构基质沥青体中的溶解作用等。当Ro>2.0% 时，饱和吸附量与Ro 呈正相关，这可能与高成熟有机质中纳米级显微裂缝的发育导致宏孔体积的增加有关。     

东营凹陷南坡断块类型及其油气封闭性研究

东营凹陷南部斜坡带沙河街组发育大量顺向及反向断层组成的断块圈闭，处于有利构造背景下的断块圈闭仅部分成藏，因此，断层的地质属性制约了油气封闭的有效性。从断层的各项属性如活动性、断距、砂地比、断面应力、紧闭指数及SGR因子等入手，针对研究区的顺向断块、反向断块及倾向相反的顺反向组合断块等3种主要类型开展封闭性研究。研究表明，高含砂量层系（沙二段）反向断块更易成藏，顺向断块成藏概率较低；中、低含砂量层系（沙四下亚段-孔店组）顺向、反向断块均可成藏，且反向断块更为有利。此外，倾向相反的共轭组合断块研究表明，斜交式比共线式组合断块的封堵性更好，斜交式断块的主控断层及辅助断层满足经验断层封闭参数，该共轭组合断块亦是有利类型。     

阿北区块 A 井区构造特征及油气地质条件

摘要：环阿瓦提凹陷区（环阿区）的油气勘探一直没有重大突破，近年来随着钻探技术及认识程度的提高，对环阿区油气勘探前景，尤其是对潜在有利构造带进行重新评估显得十分迫切。基于前人研究成果，利用 A 井区已有钻探及新旧地震资料，通过开展系统的地层、构造解释与关键层位（第三系底、中上奥陶灰岩顶）构造图编制，揭示该井区中新生界为一完整的、轴向 NW—SE 的线状挤压背斜，古生界则为一个大型的冲断盐丘穹隆状背斜，古生界盐构造的解释与前期认识有较大差异。在此基础之上，通过分析其油气地质条件，得出该井区具有构造圈闭规模大、毗邻中上奥陶统闭塞海湾相烃源岩、裂缝性储层发育、盖层条件好、海西晚期（二叠纪末）形成古构造圈闭、印支—喜山期继承性隆起且处于油气运移和充注中心等较为有利的油气地质条件。其不利因素为埋藏较深（达 6 400∼7 500 m），且可能受到东北部大型火山侵入体的影响     

页岩气藏压裂数值模拟敏感参数分析

针对页岩气藏压裂形成复杂裂缝网络后，单一的裂缝描述方法不再适用的问题，采用Eclipse 软件中的页岩 气模型，建立了一种“等效方法”，将页岩气有效改造体积表征为“主裂缝+ 网络裂缝渗透率”，代替“主裂缝+ 次裂 缝”的模拟方法，两种方法产量和长期压力驱替是等效的，解决了手工划分网格工作量大、计算速度慢的问题。运用 Plackett-Burman 型线性试验设计方法，对水力裂缝参数和储层参数进行敏感性排序，结果表明：水力裂缝参数中，压裂 纵向改造程度、网络裂缝渗透率和有效改造体积对产量影响最敏感，储层参数对产量影响敏感程度由强到弱为：地层 压力系数、总含气量、储层有效厚度、吸附气比例、井底流压、基质渗透率。为页岩气压裂选井选层和压裂设计方案优 化提供了依据。     

页岩气压裂增产机理与施工技术分析

能源是制约中国经济发展的重要因素，但中国常规油气资源基本上都已经进入了产量递减期，开发页岩气是一条势在必行之路。在页岩气开发中压裂又是最为关键的环节，它直接关系到了气井的产能、采收率和经济效益。较为全面地介绍了页岩气的压裂增产机理和施工技术，对中国的页岩气开发提出一些有益的建议。从地质入手分析了页岩的地质概况，建议加强对脆性和天然裂缝的评价；并详细阐述了改造体积增产理论，简要分析了影响页岩气井产能的因素；结合改造体积增产机理，对页岩气压裂中需要应用到的各项技术进行了分析，提出了一些新的观点以及研究建议。     

辽河东部凸起C—P 页岩气聚集地质条件

通过对辽河坳陷东部凸起已钻探井的录井、测井及岩芯资料的系统分析，结合目的层段样品的有机地化及实验测试结果分析，认为东部凸起上古生界石炭—二叠系暗色泥岩单层厚度较大，空间分布广泛稳定，有机质类型以III型干酪根为主，丰度指标高（TOC>2.0%），热演化程度高（Ro=1.5%2.6%），具备形成页岩气藏的源岩条件；暗色泥岩有机碳含量高为吸附态页岩气提供了丰富的载体，微裂缝的发育为游离态页岩气提供了良好储集空间；同时泥岩石英矿物含量高（平均SiO2>40%），岩性较脆易形成裂缝，符合工程压裂条件要求，部分已钻探井在石炭系—二叠系暗色泥岩段普遍存在气测全烃异常，预示东部凸起上古生界石炭—二叠系具有较大的页岩气勘探潜力。     

凝析气藏不同开发阶段的合理生产压差探讨

在凝析气藏的开发过程中，随着地层压力的不断下降，地层中会析出凝析油，严重影响气井的产能。但是，在凝析气藏衰竭式开发过程中，凝析油的析出是无法避免的，只能通过调整合理的工作制度来尽可能多地采出凝析油气。因此，基于实验和理论的方法研究凝析油气的渗流特征及毛管数效应对凝析油开采的影响，提出将凝析气藏衰竭式开采分为两个不同的阶段，按不同的开发阶段确定合理的生产压差。研究认为，对于定容封闭的凝析气藏可适当增大生产压差或采取变压差的方式来增加气井的产能以及凝析油的采收率，最后通过实际凝析气井的生产动态验证了以上的观点。     

尤拉屯高产气井完井管柱振动损伤研究

针对尤拉屯气田典型管柱在生产过程中高速气流诱发的振动问题，展开了管柱振动损伤研究，研究中采用了 大型有限元分析软件ANSYS 建立高产气井带封隔器油管柱振动的有限元模型。利用该模型对管柱进行了振动分析， 分析结果表明：离封隔器越远振动位移、速度和加速度的幅值越大。详细地研究了全井段油管柱的轴向应力变化、屈 曲损伤和中和点变化，同时分析了不同位置和不同产量下，屈曲管柱与套管柱的接触压力随时间的变化关系，为管柱 摩擦磨损损伤机理的深入研究提供了定量的数据。最后对管柱进行了疲劳寿命预测，为管柱振动损伤预防措施的提 出提供了理论基础。     

页岩气储层压裂水平井三线性渗流模型研究

具有天然裂缝发育及纳米级孔隙的页岩气储层渗流具有多种模式，压裂水平井开发模式已成为页岩气藏主要 开发模式，渗流数学模型的建立与求解具有很强的理论意义和现实价值。借鉴已有的三线性渗流模型思路，重新设计 了模型的构成，并建立了包括解吸吸附的渗流数学模型，借助无因次化及拉普拉斯变换推导出单井压裂水平井页岩气 藏的产能公式和井底压力公式，最后，应用得到的结果进行了单井生产过程中影响因素的分析。通过研究与应用表 明，由该简化模型得到的公式能方便而且准确地计算并预测页岩气的产量变化，而且对于压裂设计也可提供设计参数 的优化分析方法。