規模自動化技術在煤層氣田開發中的應用_以沁水盆地南部樊莊區塊為例_趙立寧

本文從資源因素、煤儲層因素及保存因素三個方面對沁水盆地和順區塊太原組15#煤層氣富集規律進行了分析。結果表明:(1)頂板巖性和上覆蓋層累厚度對煤層氣的保存有一定的控制作用,與含氣量相關性強;(2)構造對煤層氣富集有較大的影響,距離斷層/陷落柱越近,煤層保存條件越差,煤層含氣性越差;(3)埋藏深度對滲透率、產能的影響不明顯,但對煤層氣含氣量成明顯正相關,反映埋深對煤層氣選區評價具有一定程度的正面影響,對埋深單因素的評價標準應適當放寬。

山西沁水盆地南部(以下簡稱沁南)煤層氣開發利用高技術產業化示范工程是國家發展和改革委員會于2004年12月正式批準實施的第一個國家級煤層氣開發示范工程項目。中聯煤層氣有限責任公司作為項目主管單位和建設單位,積極推進項目建設,2009年10月,示范工程一期150口井氣田建設全面竣工投產,達到了1×108m3/a的產能建設規模。這標志著中國煤層氣地面開發正式步入快速發展的大規模商業化軌道,為沁南煤層氣的商業開發起到了示范和推動作用,加速了中國煤層氣產業化的進程。該示范工程采用現代化的項目管理模式,進行了較好的項目組織管理及工程質量控制,形成了"300m×300m井網部署"、"空氣鉆井技術"、"微珠低密度固井技術"、"清水加砂壓裂技術"、"氮氣泡沫壓裂技術"、"分片集輸一級增壓地面集輸技術"、"穩控精細排采技術"、"無煙煤儲層生產特征分析"等8項適合于沁南高階煤的技術系列,并得到了推廣應用。另外還對新材料、新裝備進行了試驗應用,并制訂了煤層氣兩個行業標準和兩個企業標準,對國內煤層氣田直井開發具有借鑒和示范作用。

2013zx－sh－um15v井位于山西沁水盆地腹部，為一口煤層氣生產直井，在施工過程中需要對3號煤層、15號煤層取心，以了解其煤層含氣量、煤巖特性等相關參數。在3號煤層、15號煤層取心過程中，因其煤層中下部煤質較松軟，巖心采取率一度很低。結合3號煤層、15號煤層的煤巖特性及繩索取心鉆井工藝的特點，通過反復的試驗，最終成功完成了3號、15號煤層的取心工作，其中15號煤層巖心采取率達90％以上。總結了針對該區域的松軟煤層的繩索取心施工關鍵技術。

2013zx－sh－um15v井位于山西沁水盆地腹部，為一口煤層氣生產直井，在施工過程中需要對3號煤層、15號煤層取心，以了解其煤層含氣量、煤巖特性等相關參數。在3號煤層、15號煤層取心過程中，因其煤層中下部煤質較松軟，巖心采取率一度很低。結合3號煤層、15號煤層的煤巖特性及繩索取心鉆井工藝的特點，通過反復的試驗，最終成功完成了3號、15號煤層的取心工作，其中15號煤層巖心采取率達90％以上。總結了針對該區域的松軟煤層的繩索取心施工關鍵技術。

本文結合沁水盆地煤層氣鉆井作業隊作業實踐,對該區域煤層氣鉆井作業安全風險進行分析,可以作為在該區域承攬煤層氣鉆井作業業務單位的安全管理決策依據。

針對沁水盆地煤層氣水平井開采中以清水作為鉆井液的情況,室內采用x射線衍射、掃描電鏡、煤巖膨脹實驗和敏感性實驗分析了煤層氣儲層巖石組成及理化性能,同時結合水質結垢預測、水質粒度分析與動態體積流過量實驗等方法研究了清水鉆井液,結果表明清水對煤層氣儲層造成損害的因素為:與地層水配伍性不好易結垢、礦化度較地層流體低易引起煤層中黏土礦物水化膨脹、自身絮凝能力弱易造成微小固相顆粒堵塞污染、返排能力差不利于煤層氣排水開采。

針對華北油田公司在煤層氣開發過程中,煤層氣井現狀和排采要求,開展煤層氣井排采工藝技術研究,研制出一套煤層氣井專用電潛離心泵排采系統,該系統具有排量易調節、控制性能好、適應范圍廣的特點,在煤層氣井上有著很好的應用前景。通過開展電潛泵配套技術研究,不斷地進行實驗和改進,形成了一套適用于煤層氣井的電潛泵排采工藝技術,經過5口井的現場應用,取得了良好的效果。

介紹了開發和設計煤層氣井試井軟件的意義,總結分析了目前使用較多的國內外油氣井試井分析軟件的功能特點。在此基礎上,為適應煤層氣測試技術發展,針對煤層氣試井分析的需求,綜合考慮了煤層氣解吸作用、介質變形、低滲透特點,提出了軟件設計開發的思想和技術要求,設計了軟件結構框架及各個具體的功能模塊,應用軟件工程的思想設計開發了開放式煤層氣試井分析軟件。該軟件包括數據預處理、試井分析、試井設計和報告生成輸出功能,具有界面友好、模型豐富、功能強大、構架良好的特點。

沁水煤田晉城礦區煤層的沉積環境與煤層氣 晉城煤業集團古書院礦職工教育培訓中心任海英 摘要晉城礦區煤系地層是沁水煤田重要的含煤地層之一，煤層氣資源豐富，是煤層 氣開發利用的理想場所。本文分析了晉城礦區煤層的沉積環境，在此基礎上討論了晉城礦區 煤系的原始生氣能力、儲集層及圍巖的儲氣能力，并討論了上覆壓力和地質構造對煤層氣富 集、分布的影響。 關鍵詞沁水煤田沉積環境地質構造煤層氣 煤層氣是以甲烷為主的煤層吸附氣，或稱煤礦瓦斯。煤 層氣是生、儲同層承壓水封堵的非常規天然氣藏。目前有關 煤層氣的研究主要集中在兩個方面：煤熱模擬生烴機理和煤 層氣賦存、分布等研究和煤層氣勘探開發與利用等。煤層氣 開發有助于改善能源結構和生態環境。同時，它對煤礦安全 生產造成嚴重威脅，將其變害為利，變廢為寶，將取得不可估 量的經濟效益和社會效益。 本文在對沁水煤田晉城礦區煤層氣地質調查

yp1井組是由一口篩管水平井yp1和直井yp1v組成的u型煤層氣井。根據篩管水平井井況及特點,優化了施工管柱、水力噴射壓裂工具尺寸和噴嘴組合方式。為防止φ114.3mm小直徑篩管水平井壓裂管柱砂卡,將拖動式水力噴射壓裂工具與滑套式工具相組合,融合了二者施工工藝。水力噴砂射孔液體通過yp1v井排出,進一步減少水平井沉砂風險。順利完成yp1井4個層段水力噴射分段壓裂改造,共計加砂83m3,壓裂管柱成功上提出井。該u型井壓裂施工前無產量,壓后對yp1v井實施排水降壓,隨井底流壓下降,產氣量最高上升至636m3/d。

本文講述了沁水煤田套管注入、大排量清水壓裂技術在應用過程中,對施工主管線進行了工藝改進,并進行現場試驗1182口,在應用過程中效果很好,不但增加了施工進度也大大降低了施工成本。

根據煤體的巖石力學性質和彈性本構關系推導出了考慮基質收縮效應的煤裂隙滲透率模型,并在此基礎上建立了三維煤層氣垂直井網的非平衡吸附擬穩態條件下的氣-水兩相流動數學模型.編制程序并利用沁水盆地南部某區的資料對五點式煤層氣井網開采進行了模擬預測,結果表明:石炭系k2灰巖層局部富水性較強,在煤層氣開發實踐中,尤其在壓裂增產改造過程中可能對煤層氣的開采造成直接不利影響,同時基質收縮對裂隙滲透率的影響也不容忽視.

固井質量檢測是煤層氣開發中必不可少的重要環節,而作為檢測固井質量主要手段的測井施工,包含2個重要任務:①利用聲波對套管間水泥環膠結程度進行評價,檢測固井質量;②利用自然伽馬對目的層位置進行深度校正,從而為后續射孔工序提供準確數據。分析了裸眼測井和套管測井之間產生深度誤差的原因,介紹了2次測井的深度校正方法,探討了深度校正后的深度誤差對射孔位置的影響。

壓裂液與儲層的配伍性是影響水力壓裂效果的關鍵因素之一。為了研究適合焦坪礦區侏羅紀煤層地面煤層氣井使用的壓裂液配方,通過分析儲層特征,提出了相適應的壓裂液配方,并借助室內模擬實驗對壓裂液配方進行優選評價。結果表明:活性水壓裂液配方中防膨劑優選1.0%氯化鉀防膨效果較好;活性水壓裂液配方中助排劑優選0.05%氟炭離子表面活性劑或注入乙醇段塞,再注壓裂液這兩種助排劑效果較好;對于生物酶破膠壓裂液配方建議進一步進行現場試驗。

水力壓裂是煤層氣井重要的增產措施,壓裂施工過程中可能因各種原因造成壓裂卡鉆事故,造成嚴重的經濟損失,嚴重時甚至會使煤層氣井報廢。以煤層氣井壓裂施工工藝為依據,分析了煤層氣井壓裂施工過程中卡鉆事故的主要類型,探討了卡鉆事故發生的原因,并給出相應的工程建議。研究認為,煤層氣井壓裂卡鉆主要分為封隔器卡鉆、砂埋卡鉆、套管變形卡鉆和落物卡鉆4種類型;砂埋、井身結構變化、施工工藝及入井工具材料存在問題和人為因素是煤層氣井壓裂卡鉆的主要原因;為防止壓裂卡鉆事故的發生,壓裂施工前,應做好相應的準備工作,并加強管理,規范施工過程。

中國石油 沁水煤層氣田樊莊區塊 固7-10井壓裂施工總結報告 中國石油山西煤層氣勘探開發分公司 二零零七年四月二十三日 沁水煤層氣田樊莊區塊 固7-10井壓裂施工總結報告 編寫人：焦中華 審核人： 甲方監督： 甲方審核人： 中原石油勘探局井下特種作業處山西晉城煤層氣項目部 2007年4月23日 目錄 一、基本數據 二、壓裂施工簡況 三、壓裂施工總結 四、壓裂施工原始記錄 五、壓裂施工實測數據表 六、壓裂施工曲線記錄 固7-10井基本數據 1.原始數據 地理位置山西省沁水縣固縣鄉堯坡村南150米 構造位置沁水盆地南部斜坡帶樊莊區塊固縣井區 井別開發井開鉆日期2006-08-09 目的層pis完鉆日期2006-08-26 完鉆井深（m）586完井日期2006-09-02 聯入（m）0.95人工井底（m）569.

南寧盆地的地層中夾有數層煤層,以含中~高灰份、低~中硫的含油褐煤為主,約占95%,交錯出現在第三系泥巖中,分布于南寧盆地局部區域。它的存在常常給工程建設帶來很大問題,但由于其厚度較薄,相關的物理力學特性研究不足,在工程實踐中尚未引起足夠重視。通過現場及室內試驗對煤層的承載能力和強度進行研究,利用改進的點荷載試驗儀分析煤層的應力應變關系,并采用有限元法對某工程樁基進行模擬計算,研究分析了煤層的存在對樁基礎沉降變形、應力分布的影響,為從事設計與進一步研究提供參考。

***礦區**井鉆井工程設計 ***省煤層氣開發利用有限公司礦山安全工程分公司 二〇一三年一月 項目名稱：**礦區**井鉆井工程設計 井號：**井 設計人（簽字）： 審核人（簽字）： 批準人（簽字）： 設計單位（蓋章）： ************************************************ 設計批準日期：年月日 ⅰ 目錄 1概況..........................................................................................................1 1.1前言......................................................................................

煤層氣井注入壓降/試井測試技術研究 【摘要】通過對煤層氣井的煤層進行原地應力測試，獲取煤層的原地應力、 破裂壓力及梯度等參數值。求取煤層的原始地層壓力、滲透率、表皮系數、調查 半徑、破裂壓力、破裂壓力梯度、閉合壓力、閉合壓力梯度，為該井下步壓裂和 排采提供施工參數依據。 【關鍵詞】煤層氣；試井技術；原位應力測試 煤層氣井注入壓降/試井測試技術是在煤層氣井完井后了解該井下步壓裂和 排采參數的關鍵技術。 一、測試的方法和要求 煤層氣井注入壓降/試井測試技術是依據煤層氣井的基礎數據進行，基礎數 據包括測試煤層、測試井段的完井數據及地層數據等。 1、測試方法 測試方法采用井下開關閥方法進行開關井操作，分別進行開井注入、關井壓 降測試及原地應力測試，利用存儲式電子壓力計取得準確的壓力資料。 2、測試要求 注入/壓降測試過程中要求下入兩支高精度（精度0.05%）電子壓力計。配 套泵注系統

為研究地應力對煤層氣開發的影響,基于水壓致裂地應力測量方法,結合煤層氣井試井、測井和水力壓裂三維微地震監測資料,研究了鄭莊區塊16井次21層目的層段原位地應力發育規律.結果表明:①地應力場為典型的構造應力場類型,淺部以逆斷層和走滑斷層應力機制組合類型為主,深部以正斷層和走滑斷層應力機制組合類型為主;②最大和最小水平主應力及垂向應力隨埋深均呈線性增加趨勢;③側壓系數位于hoek-brown包絡線內,隨埋深增加而降低且變化幅度逐步縮小;④最大水平主應力方位為ne-nee向.一方面,現今地應力場方位與斷裂構造產狀的疊加影響了煤層氣富集;另一方面,地應力增加導致滲透率呈指數式降低,而儲層壓力呈線性增加;2方面作用對煤層氣高效開發產生了顯著影響.

開發內蒙石拐盆地 頁巖氣和煤層氣資源 可 行 性 研 究 分 析 報 告 深圳市國炬煤層氣設備技術有限公司 深圳市國炬天然氣汽車技術有限公司 開發內蒙石拐盆地頁巖氣和煤層氣資源 內容提要： 上游開采石拐盆地頁巖氣和煤層氣資源，中游加工成lng或 cng商品氣，下游供應呼-包-鄂地區柴油重卡汽作燃料 以下游市場售氣量來確定上游氣田開采量，以銷定采，以產定資， 積木式建設、滾動式發展 lng柴油重卡汽車改燒頁巖氣煤層氣lng一舉多得 cng/柴油混雙燃料重卡汽車改裝技術路線和成功案例 深圳市國炬煤層氣設備技術有限公司 深圳市國炬天然氣汽車技術有限公司 李勇（總經理） 電話：15515788638 郵箱：liyong6083@163.com 網址：www.***.*** 一、解決“氣荒”、“油荒”的出路在哪里？ 20世紀90年代以來，占世界