煤层气井压裂注入工艺及其效果评价
煤层气井试井研究的意义
[基金项目] 本研究得到国家重大专项/大型气田及煤层气开发0专项支持,课题编号2009ZX05038001。[作者简介] 赵培华,男,高级工程师,主要从事煤层气排采技术及研究项目管理工作。 [联系作者] 刘曰武,男,研究员,主要从事渗流力学及油气藏工程方面的研究工作。地址:北京市北四环西路15号力学所,邮政编 码:100190。 煤层气井试井研究的意义 赵培华1 刘曰武2 鹿 倩1 徐建平3 蒋 华3 韩旭东 3 (1.中石油煤层气有限责任公司 北京100028; 2.中国科学院力学研究所 北京100190; 3.大港油田测试公司 天津300270) 摘要 从国内外对煤层气井试井的主要认识的分析出发,对煤层气试井技术研究的基本观点进行了介绍;从了解煤层储层特征、煤层动态变化、措施效果评价、合理工作制度制定等方面,论述了煤层气井试井技术的研究意义。 关键词 煤层气 试井 煤层 两相流 0 引 言 煤层气排采是煤层气开发技术的核心,决定了煤层气开发是否成功。煤层气排采制度是否合理是制约着单井产量提高的关键技术难题之一,要制定合理排采制度,必须了解煤层的特征、煤层气的赋存特征、煤层在开发过程中的变化状况等。煤层测试技术是了解煤层动态变化的主要动态手段之一,它通常被称为煤层气藏开发工程师的/眼睛0。煤层气井生产测试成果是可以提供煤层的特征参数描述、进行煤层措施效果的评价、分析煤层气井之间的连通情况、确定煤层分布的非均质性、得到各煤层的产出状况、区域压降效果,以及不同开发阶段的煤层中的流体分布状况等,是充分了解煤层气藏动态变化规律重要技术手段。煤层气井生产测试资料的分析成果可以为煤层气藏数值模拟、开发方案编制和调整提供第一手重要资料,对制定合理排采工作制度,保证连续、稳定排采,提高单井产量具有重要指导作用。煤层气井生产测试技术是确定合理排采制度、进行合理高效煤层气生产的重要技术保障。 目前,世界上已有74个国家进行了煤层气资源的勘探工作。据国际能源机构(IE A )预计,世界 2000m 以浅的煤层气资源总量约为260@1012m 3 ,其中90%分布在5个国家,资源量由高到低依次为:俄罗斯(113@1012 m 3 )、加拿大(76@1012 m 3 )、中国(36.8@1012 m 3 )、美国(21.2@1012 m 3 )和澳大利亚(14@1012 m 3 ) [1~2]。目前,世界上开发煤层气有地面开 采和井下抽采两种方式。由于井下抽采的效率远低于地面抽采,而且井下抽采的煤层气中甲烷含量要比地面抽采的低,所以本文用煤层气年产量作为各国煤层气发展程度的评价标准时,未考虑煤层气井下抽放的部分。美国是世界上煤层气年产量最高的国家,其煤层气发展程度居世界首位,其次为加拿大、澳大利亚和中国。俄罗斯虽然煤层气资源量最为丰富,但由于本国常规天然气资源供应还很充足等原因,煤层气开发未得到充分重视,煤层气发展程度远远落后其他国家。中国煤层气虽然地面年产量低,但井下抽采量非常高,2008年的单年井下抽采量达到53@108 m 3 ,是目前世界上煤层气井下抽采量最高的国家。 我国煤层气开发具有以下几方面的重大意义:1提高煤矿生产安全;o改善大气环境;?缓解能源危机;?改善能源结构等。我国的煤层气地面开发工作是从80年代末开始的,由于无论在甲烷浓度还是甲烷回收率上煤层气地面开发都明显高于井下抽 2010年12月油 气 井 测 试第19卷 第6期
水平井完井主要有三种方式
水平井完井主要有三种方式：裸眼完井、固井射孔完井和割缝衬管完井。在3种完井方式中，割缝衬管水平井堵水难度最大，因为割缝衬管与岩石壁面之间无隔挡,底水或边水进入井筒有径向流和横向流2种方式，机械封隔方法仅能实现割缝衬管内部空间的封隔，不能实现割缝衬管与岩石壁面之间环形空间的封隔。 国外主要针对割缝衬管水平井进行。早期主要采用化学剂笼统注入法[6-8]。90年代中期环空封隔技术(ACP)的提出为割缝衬管水平井堵水技术提供了新的 思路。 环空封隔(ACP)定位注入技术是借助连续油管(CT)和跨式封隔器(IBP)，在割缝套管与井壁之间的环空放置可形成化学封隔层的可固化液，形成不渗透的高强度段塞，达到隔离环空区域的目的。然后配合管内封隔器，实现堵剂的定向注入(图2)。如果出水部位在水平井段上部或下部，需要1个ACP，如果出水部位在水平井段中部，则需要设置2个ACP。当过量水(气)的产出不是由于断层或裂缝引起时，可考虑采用ACP直接封隔水(气)部位。 4 水平井堵水研究的难点、重点 l)难点水平井堵水具有共性的瓶颈技术难点有3个：一是出水层位判定技术，二是堵水工艺技术，三是堵水剂技术。出水层位判定技术与水平井测井技术密切相关；堵水工艺技术与井下工具、管柱技术、完井方式、堵水剂特性有关；堵水剂技术与化工技术工艺、材料科学有关，是研究比较活跃的技术难点。 2)重点水平井堵水最大的重点是堵水剂，特别是有较强的油、水选择性，合成生产方便，化学性能稳定，适应性强，施工工艺简单的选择性堵水剂的研究
开发。其次，适合油藏、油井特点的选择性堵水工艺研究也是水平井堵水的重点。两个选择性——堵剂的选择性和工艺的选择性研究的突破是水平井堵水技术能工业化应用的关键。
煤层气井压裂技术现状研究及应用
煤层气井压裂技术现状研究及应用 摘要：煤层气其主要成分为高纯度甲烷。煤层气开发的主要增产措施是压裂，而压裂设计是实施压裂作业的关键。本文介绍了煤层气储层的特征，并根据美国远东能源公司煤层气井压裂工艺技术，对其在山西寿阳区块几口井的压裂设计进行了分析。讨论了煤层气井压裂设计的主要参数如施工排量、压裂液、支撑剂、加砂程序的优化措施。 关键词：煤层气储层压裂设计小型压裂测试树脂涂层砂 1 引言 美国是率先进行煤层气开采的国家，其煤层气工业起步于70年代，大规模的发展则是在80年代。我国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一，经测算煤层甲烷总资源量为30～351012 m3，约是美国的三倍。我国煤层气目前处于商业化生产的阶段。至今已在全国各煤矿区施工600多口煤层气井、10余个井组，大部分进行了压裂增产等措施。煤层气是我国常规天然气最现实、最可靠的替代能源，开发和利用煤层气可以有效地弥补我国常规天然气在地域分布上的不均和供给量上的不足。山西省是中国煤层气储量最丰富的地区之一，开发利用煤层气的优势十分突出，如何坚持科学发展的指导思想，解决开发利用过程中遇到的难点和瓶颈问题，达到合理有效地开发利用是我们当前应该着重思考的问题。 2 煤层气概况 煤层气俗称瓦斯，其主要成分为高纯度甲烷，是成煤过程中生成的、并以吸附和游离状态赋存于煤层及周岩的自储式天然气体，属于非常规天然气。在亿万年漫长的煤炭形成过程中，都有以甲烷为主的气体产生，如果它较多地从母质煤炭岩层中游离迁移出来并进入具有孔隙性和渗透性均良好的构造中储存积聚，则被称为煤成气（即煤基天然气），其开采方式与常规天然气较相似。 2.1 煤层气的赋存特点 煤层气藏与常规气藏最大的差异就是煤层甲烷不是以简单的游离状态储存于煤岩的孔隙中，煤层气中90%以上均是吸附状态附着于煤的内表面上，少量的煤层气是以游离状态储存于煤岩的割理、裂隙和孔隙中，还有部分煤层气是以溶解状态储存于煤层水中。煤是一种多孔介质，其中微孔隙特别发育，形成了异常巨大的内表面面积，据测定每吨煤的内表面面积可达0.929亿m2 。煤的颗粒表面分子通过范德华力吸引周围气体分子，这是固体表面上进行的一种物理吸附过程。压力对吸附作用有明显影响，国内外的研究均表明，随着压力增加，煤对甲烷的吸附量逐渐增大。 2.2 煤层气储层特征
煤层气井动力洞穴完井工艺
2000年6月油 气 井 测 试第9卷 第2期 煤层气井动力洞穴完井工艺 顾维军Ξ王 倩 (华北石油管理局井下作业公司) 在煤层气的勘探与开发领域中,特别是在煤层气井的完井工艺和方法上常见的有套管完井、主力煤层段的裸眼完井和主力煤层段的洞穴完井等。对于不同地区、不同的构造特征,选用的完井工艺及方法也不尽相同,但最终目的只有一个,就是在目前的工艺水平的基础上尽快让煤岩储层的吸咐气解吸出来,并具有工业价值,造福人类。动力洞穴完井工艺技术从钻井、完井、排水采气的整个工序过程与其它完井方法相比,具有不进行单相注入Π压降试井和压裂等措施就可以达到单井面积降压、恢复和提高煤层渗透率等优点。该工艺方法同样适用于煤层割理发育,物性较好、封盖条件好、厚度大、含气量及解吸率高的中低挥发份(中高煤阶)的煤岩储层。 地面设备及工具要求 1.井架高度不低于16m的50～80t修井机一台。 2.波纹S- 3.5动力水龙头一套(包括液压操作系统)。 3.适用73mm钻杆的旋转防喷器(SF18210)一套,其中包括20d作业的密封跟件。 4.63.5mm四方钻杆1根、73mm钻杆数根、101.6mm～108mm钻铤4～6根、152.4mm三牙轮钻头一只。 5.压风机3～4台及相应的连接管线,排量10m3Πmin,型号为S210Π150或S210Π250型。 6.400或700型水泥车一台,40m3储水罐一个。 7.修井机水龙带为25～35MPa的高压水龙带。 8.放喷管线末端为139.7mm套管,不得少于20m。 9.预定气压吞吐作业时间15～20d(作业吞吐范围按煤层水平距离30m估算)。 10.注入气压管线试压不得少于25MPa。 11.井场所有设备及工具按石油天然气集团公司新颁布的标准摆放,便于施工作业,并且符合HSE管理体系要求。 地面作业流程及洞穴完井管柱结构 动力洞穴完井地面作业流程及完井管柱结构见图1。 Ξ顾维军,男,1981年毕业于华北石油学校钻井专业,长期从事井下试油、测试、修井作业以及煤层气的勘探与开发工作。地址:河北省任丘市华北石油管理局井下作业公司,邮政编码:062552。
水平井完井方式及其选择
水平井完井方式及其选择 水平井完井方式可采用裸眼完井、割缝衬管、割缝衬管加管外封隔器、下套管注水泥 一、完井方式 1、裸眼完井 裸眼完井费用不高,但局限于致密岩石地层,此外,裸眼井难以进行增产措施,以及沿井段难以控制注入量与产量,早期水平井完井用裸眼完成,但现在已趋步放弃此方法。当今只有在具有天然裂缝的碳酸盐岩油气藏与油气井的泄油半径很小时才使用裸眼完井的方法。 2、割缝衬管完井 该方法就是在水平段下入割缝衬管,主要目的就是防止井眼坍塌。此外,衬管提供一个通道,在水平井中下入各种工具诸如连续油管。有三种类型的衬管可采用: 1)穿孔衬管。衬管已预先预制好。 2)割缝衬管。衬管已预先铣好各种宽度、深度、长度的缝。 3)砾石预充填衬管。割缝衬管要选择孔或缝的尺寸,可以起到有限的防砂作用。在不胶结地层,则采用绕丝割缝筛能有效地防砂,另外在水平井采用砾石充填,也能有效防砂。 割缝衬管完井的主要缺点就是难以进行有效的增产措施,因为衬管与井眼之环形空间就是裸眼,彼此连通,同样,也不能进行进行分采。 3、割缝衬管加管外封隔器 该方法就是将割缝衬管与管外封隔器一起下入水平段,将水平段分隔成若干段,可达到沿井段进行增产措施与生产控制的目的。由于水平井并非绝对水平,一口井一般都有多个弯曲处,这样,有时难以下入衬管带几个封隔器
4、下套管注水泥射孔 该方法只能在中、长曲率半径井中实施。在水平井中采用水泥固井时,自由水成分较直井降低得更多,这就是因为水平井中由于密度关系,自由水在油井顶部即分离,密度较高的水泥就沉在底部,其结果水泥固井的质量不好。为避免这种现象发生,应做一些相应的试验。 注:1、超短曲率水平井:半径1～2ft,造斜角(45°～60°)/ft; 2、短曲率水平井:半径20～40ft,造斜角(2°～5°)/ft; 3、中曲率水平井:半径300～800ft,造斜角(6°～20°)/(100ft); 4、长曲率水平井:半径1000～3000ft,造斜角(2°～6°)/(100ft)。 二、完井方式选择 在选择完井方式时,必须重点考虑以下几个方面的问题: 1、岩石地层 若考虑裸眼完井,重要的就是保证岩石就是致密的,同时钻井过程就是稳定的。经验报告与文献指出,若水平井方向就是沿着水平最小应力钻井,则井筒显示极好的稳定性。 2、钻井方法 短曲率半径仅用裸眼或可能用割缝衬管完井。对于中、长曲率半径水平井,既可用裸眼,又可用裸眼下割缝衬管或水泥固井射孔完井。 3、钻井液 由于水平井钻井的特殊性,钻井液所造成的地层伤害较直井更大,特别就是低渗透层与负压地层。为了减少这种伤害,除了应考虑泥浆的密度与性能外,还应考虑水泥固井射孔完井这种情况,以便通过压裂酸化解除这种伤害。 4、增产措施 若考虑酸化压裂,对水泥固井射孔完井来说,易于控制,可利用桥塞分段酸化;对裸眼井或割缝衬管完井则比较困难,因为沿井段滤失量太大,必要时应利用连续油管减少均匀布酸的困难,利用化学转换剂实现分段酸化(化学转换剂过一段时间后可自行解堵)。 5、生产机理 对凝析气层或气水同产层,完井时应尽量避免水平段的轨迹上下浮动,以免凝析液或水积累在井筒的低部位,难以排出或将天然气气锁在弓形高部位。 6、井下作业及修井 应根据油气层的具体情况,分析今后的气液分布动态,预见今后的井下作业及修井,以确定采用哪种完井方式。 7、水平井报废的技术经济要求 作为完井设计人,必须预先知道水平井报废的具体技术要求与有关特殊规定,以便作出评估。 8、投资风险 使用水泥固井不仅增加了完井费用,延长了作业时间,还必须射孔完井。尽管完井费用的增加似乎还很难判断就是否合算,但如果考虑在过早的水淹与井壁产生坍塌的井中侧钻新的井眼这一问题,则注水泥固井这一做法还就是意义深远的。 与直井相比,水平井必须有一个更加完善的完井计划。完井计划的制订主要受三个因素的制约。 1、对地层的认识 1)均质地层 这类地层常见于重油砂岩。在正常情况下,它们不需要分段隔离,其完井设计相对简单而容易,水平段大多采取全井裸眼完成,依靠连续油管作业或射孔技术来解除井筒附近的伤
煤层气地面集输工程技术规范正式版
Through the joint creation of clear rules, the establishment of common values, strengthen the code of conduct in individual learning, realize the value contribution to the organization.煤层气地面集输工程技术 规范正式版
煤层气地面集输工程技术规范正式版 下载提示：此管理制度资料适用于通过共同创造，促进集体发展的明文规则，建立共同的价值观、培养团队精神、加强个人学习方面的行为准则，实现对自我，对组织的价值贡献。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 1 范围 本标准规定了煤层气地面集输工程设计和施工的技术等。 本标准适用于煤层气地面集输工程建设的设计、施工和验收。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 50251 输气管道工程设计规范
GB 50275-98 压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范 GB/T 15543 油气田液化石油气 GB/T 50183 石油天然气防火规范 SYL 04-83 天然气流量的标准孔板计量方法 SY/T 0076－2003 天然气脱水设计规范 SY/T 0089-2006 油气厂、站、库给水排水设计规范 SY/T 0515-1997 油气分离器规范 JJF 1059—1999 机械设备安装工程施工及验收规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。
煤层气井水力压裂伴注氮气提高采收率的研究
试验研究 煤层气井水力压裂伴注氮气提高采收率的研究 倪小明 1，2a ，贾 炳1，曹运兴 2b （1．山西晋城无烟煤矿业集团公司，山西晋城048006； 2．河南理工大学a．能源科学与工程学院；b．安全科学与工程学院，河南焦作454000） 摘要：最大限度地提高CH 4气体初始解吸压力是提高其采收率的重要途径之一。针对我国“低压” 煤储层的临储压力比小、初始解吸压力低、活性水压裂效果不甚理想的现状，系统分析了水力压裂伴注N 2增能压裂提高采收率的机理，结合施工现场情况，设计了水力压裂伴注N 2增能压裂煤储层工艺参数。屯留井田水力压裂伴注N 2增能压裂与常规活性水压裂的临界解吸压力对比表明：水力压裂伴注N 2能提高煤层气井排采初期的临界解吸压力，在其他条件相同的情况下，一定程度上能提高煤层气井的采收率。 关键词：N 2增能；水力压裂；煤层气；采收率中图分类号：TD82；P618文献标志码：A 文章编号：1008－4495（2012）01－0001－03收稿日期：2011－05－26；2011－09－25修订 基金项目：国家自然科学基金项目（40902044）；中国博士后科学基金项目（20100480848）；河南理工大学博士基金项目（B2009－51） 作者简介：倪小明（1979—），男，山西临汾人，副教授，博士后，主要从事煤层气抽采方面的研究工作。E －mail ：nxm1979@126．com 。 对煤储层压裂改造是提高煤层气井产能的关键 技术之一。为达到良好的压裂效果，国内外研究者从煤储层特性、压裂液性能、支撑剂性能、煤储层伤害、压裂过程裂缝展布、压裂效果的影响因素等方面 进行了卓有成效的研究 ［1－3］ 。清洁压裂液携砂能力较强，但对煤储层的污染较严重［4］ ；冻胶压裂液携砂 能力较强， 但煤储层温度低，低温破胶是其需要攻克的难题；CO 2泡沫压裂理论上能提高煤层气井采收率，但目前许多煤储层温度低，低温状态如何转化是 其主要瓶颈［5－7］ ；活性水压裂液因其价格低廉、来源广、 对煤储层的污染较少而成为目前储层改造的主要方式，但活性水压裂液携砂能力较差。为了更好地研究活性水压裂液伴注N 2压裂效果，笔者以屯留井田低压煤储层为研究对象，根据煤吸附CH 4和N 2的原理，对水力压裂伴注N 2提高采收率的工艺技术进行研究。 1 水力压裂伴注N 2提高采收率的机理 N 2泡沫压裂就是利用地面的泵注设备将N 2和 泡沫液形成的稳定泡沫以高于地层吸收的速率连续 不断地注入煤层，当达到煤的破裂压力时，破裂、裂缝延伸，强化地层裂缝连通，以提高煤层的导流能力。 煤储层中未注入液氮时，设煤储层压力为p ，含气量为V c ，CH 4气体的兰氏体积为V L1，兰氏压力为p L1，根据langumuir 等温吸附曲线，临界解吸压力如下： p 临1= V c p L1 （V L1－V c ） （1） 式中p 临1为CH 4临界解吸压力， MPa 。此时，设排采时的枯竭压力为p 枯，则可计算出理论采收率： η1=1－ p 枯（p L1+p 临1） p 临1（p L1+p 枯） （2） 式中η1为理论采收率。 向煤储层注入液氮后， N 2通过煤裂隙系统进入到煤孔隙中，此时的吸附可应用多组分气体吸附理论进行分析。N 2进入煤孔隙后， 当储层压力、温度、煤变质程度一定时，煤体对CH 4、N 2的最大吸附能力是一定的。此时，可近似认为单一气体和多组分 气体的兰氏体积不变。也就是单一CH 4与N 2混合后兰氏体积不变。注入N 2后，气体未产出时，煤储层中气体的压力增加，因在同样压力下煤储层对CH 4的吸附能力大于对N 2的吸附能力，排采时可把注入N 2的量换算为CH 4体积的当量，此时CH 4的临界解吸压力可表示为 p 临2= （V c +V cd ）p L1 （V L1－V c －V cd ） （3）
水平井完井方式及其选择
水平井完井方式及其选择
水平井完井方式及其选择 水平井完井方式可采用裸眼完井、割缝衬管、割缝衬管加管外封隔器、下套管注水泥射孔 （1）裸眼 （2）割缝衬管完井 （3）衬管管外分段封隔完井 （4）水泥固井射孔完井 的实际经验。完井方式对于水平井今后能否进行正常生产或者进行多种作业是非常重要的。某种钻井方式只能适应于某种完井方式。 一、完井方式 1、裸眼完井 裸眼完井费用不高，但局限于致密岩石地层，此外，裸眼井难以进行增产措施，以及沿井
段难以控制注入量和产量，早期水平井完井用裸眼完成，但现在已趋步放弃此方法。当今只有在具有天然裂缝的碳酸盐岩油气藏和油气井的泄油半径很小时才使用裸眼完井的方法。 2、割缝衬管完井 该方法是在水平段下入割缝衬管，主要目的是防止井眼坍塌。此外，衬管提供一个通道，在水平井中下入各种工具诸如连续油管。有三种类型的衬管可采用： 1)穿孔衬管。衬管已预先预制好。 2)割缝衬管。衬管已预先铣好各种宽 度、深度、长度的缝。 3)砾石预充填衬管。割缝衬管要选择 孔或缝的尺寸，可以起到有限的防砂作用。 在不胶结地层，则采用绕丝割缝筛能有效 地防砂，另外在水平井采用砾石充填，也 能有效防砂。 割缝衬管完井的主要缺点是难以进行有效的增产措施，因为衬管与井眼之环形空间是裸眼，彼此连通，同样，也不能进行进行分采。 3、割缝衬管加管外封隔器 该方法是将割缝衬管与管外封隔器一起下
入水平段，将水平段分隔成若干段，可达到沿井段进行增产措施和生产控制的目的。由于水平井并非绝对水平，一口井一般都有多个弯曲处，这样，有时难以下入衬管带几个封隔器 4、下套管注水泥射孔 该方法只能在中、长曲率半径井中实施。在水平井中采用水泥固井时，自由水成分较直井降低得更多，这是因为水平井中由于密度关系，自由水在油井顶部即分离，密度较高的水泥就沉在底部，其结果水泥固井的质量不好。为避免这种现象发生，应做一些相应的试验。 注：1、超短曲率水平井：半径1～2ft，造斜角（45°～60°）/ft； 2、短曲率水平井：半径20～40ft，造斜角（2°～5°）/ft； 3、中曲率水平井：半径300～800ft，造斜角（6°～20°）/（100ft）； 4、长曲率水平井：半径1000～3000ft，造斜角（2°～6°）/（100ft）。 二、完井方式选择 在选择完井方式时，必须重点考虑以下几个方面的问题： 1、岩石地层 若考虑裸眼完井，重要的是保证岩石是致密的，同时钻井过程是稳定的。经验报告和文献指出，若水平井方向是沿着水平最小应力钻井，则井筒显示极好的稳定性。 2、钻井方法
水平井完井调研讲解
水平井完井方式 完井工程是衔接钻井和采油工程而又相对独立的工程。目前，常用的水平井完井方式有裸眼完井、射孔完井、割缝衬管完井，带套管外封隔器（ECP）的割缝衬管完井、带套管外封隔器（ECP）的滑套开关完井、预充填砾石筛管完井、阶梯水平井完井、多分支水平井完井等。 1、裸眼完井 适用于碳酸盐岩及其它不坍塌硬地层，特别是一些垂直裂缝地层，如美国奥斯汀白垩系地层。该完井方式工艺简单，钻水平井费用相对较低，但容易引起气、水窜流，修井测井困难，无法进行油层改造，目前使用较少。 2、割缝衬管完井 完井工序是将割缝衬管悬挂在技术套管上，依靠悬挂封隔器封隔管外个环形空间。割缝衬管要加扶正器，以保证衬管在水平井眼中居中，适用于有气顶、无底水、疏松砂岩地层。国外油田采用该种完井方式完井时，都在衬管下井前用油溶树脂或石蜡将割缝涂死，生产时靠地温自动化开，免除割缝被钻井液堵死。塔中四油田402高点CIII油组主力部位5口水平井，其中4口都用割缝衬管完井，初产都在千吨以上，临界产量也都在700t/d以上。 图1 割缝衬管完井示意图
3、带管外封隔器（ECP）割缝衬管完井 用割缝或钻孔尾管带多级管外封隔器下入水平井段后，从末端开始逐级将管外封隔器用水泥挤膨胀后固定，可分段进行小型作业措施。 这种完井方式是依靠管外封隔器实施分段的分隔，下一根盲管，以便实现管内封隔。可以分段进行作业和生产控制，这对于注水开发的油田尤为重要。管外封隔器的完井方法可以分为三种形式：套管外封隔器间连接割缝衬管、套管外封隔器间连接可开关的滑套和套管外封隔器间进行射孔完成。管外封隔器逐级通过定位槽定位，用油管或连续油管待双封隔器对准管外封隔器的定压单流阀将水泥浆挤入皮囊内凝固封隔器后分段隔开。 图2 套管外封隔器及割缝衬管完井示意图 这种完井方法适用于各类油层，目前用的较广，可进行分段压裂改造、可酸化解除油层污染、便于测井和修井，尤其对多条垂直裂缝油藏用多级管外封隔器完井，将十分理想。新疆油田分公司，在一口水平井下6只管外封隔器，其中5只检封密封良好。 4、带ECP管外封隔器的滑套开关完井 这种完井方式与前种基本相同，只是将割缝衬管换成多级滑套，用连续油管逐级开关，其关键技术是内径保持一致的滑套开关工具。某油田三叠系长6到长8低渗透层打水平井未取得预期效果，分段压裂一直是困扰低渗透油藏水平井开发的关键技术，曾用液体胶塞加填砂的方法分段压裂，但封隔的有效性难以保证，并可能对油层造成伤害。如果采用滑套完井方式实现低渗透油层分段压裂，可有
煤层气开发钻井工艺及设备选择方案讲解
煤层气开发钻井工艺及设备选择方案 APE OGGO 李向前 2010-12 煤层气简介 煤层气(Coal Bed Methane/CBM。煤层气俗称“ 瓦斯” ,其主要成分是甲烷,它是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期,纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。甲烷通常是由水压支撑在煤层气中。煤层气的主要组成部分(95%是天然气。因此,煤层气具有热值/每立方米与天然气几乎一样,可与天然气混合运输。
煤层气就像天然气,相对便宜,是清洁燃料。 CBM 是 21世纪重点发展的替代能源。 CBM 开发技术基本成熟,在中国潜力巨大。 煤层气储量 中国煤层气产业数据概览: 36.8万亿立方米可开采资源总量占世界总量的 12% 41. 5万平方公里煤层气产区面积 2010年地面产量为 15亿立方米; 2015年地面产量为 110亿立方米; 2020年达240亿立方米。 中国 9大煤层气富集盆地: 沁水盆地,鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、滇东黔西、二连、吐哈、塔里木、天山和海拉尔等含气盆地(群、 121个含气区带。
中国煤层气资源丰富,发展前景广阔,资源分布集中,适于开发资源比例大, 煤层气产业刚刚起步,煤层气市场逐步步入商业化阶段,煤层气资源量与常规天然气相当,有效勘探开发可以对常规天然气形成重要补充。 目前能够商业化的煤层气主要目标市场为山西沁水、韩城、河南、湖北、湖南等中部地区 储存特点:低渗透,低压力,开发难度较大。 煤层气开发与常规天然气开发技术不同
煤层气开发流程 -地面开发 第一步:勘查规划(国家投资带动外资 第二步:招商引资(区块开采权:中石油,中联,煤业集团第三步:钻井、固井、压裂、排采(承包商承包:煤田地质勘探队; 钻井工程公司等等 第四步:运输(井口压缩机,管道输送 第五步:应用(煤层气发电,加气站,工厂,民用
煤层气井微破裂试验测试技术及应用
收稿日期:20020705 作者简介:陈志胜(1969-),男,河南内黄人,中国煤炭科学研究院西安分院工程师,从事煤田地质和煤层气试井研究. 第32卷第1期 中国矿业大学学报 Vo l.32No.12003年1月 Jo ur nal o f China U niver sity of M ining &T echno log y Jan .2003 文章编号:1000-1964(2003)01-0053-04 煤层气井微破裂试验测试技术及应用 陈志胜 (煤炭科学研究总院西安分院,西安 710054) 摘要:根据煤层气勘探开发新区内煤储层参数资料和实际应用情况,研究了微破裂试验的测试工艺技术和数据分析方法.介绍了微破裂试验的测试方法、设备组合、施工程序以及数据分析解释,并通过实例阐述了微破裂试验在煤层气井测试工作中的应用.结果表明,在煤层气勘探开发新区,注入压降试井测试前进行一次微破裂试验,可以获取有用的储层信息,为煤层气井的试井设计提供重要的参数依据. 关键词:煤层气井;微破裂试验;测试技术;应用;数据分析中图分类号:P 618.11 文献标识码:A 随着煤层气勘探事业的发展,试井测试技术得到普遍应用,微破裂试验作为注入/压降试井的一种辅助测试方法,在煤层气试井过程中起着重要作用.尤其对勘探开发新区,煤层气勘探井非常少,储层参数资料有限,这给试井设计带来一定困难.微破裂试验提供了一种揭示真实储层的方法,是煤层气井试井设计及试井施工的重要依据. 微破裂试验是在小型压裂试井技术[1]的基础上,结合煤储层特点逐步发展完善的一种测试方法.早期微破裂试验主要目的是获取煤储层闭合压力,测试工艺技术相对比较简单.经过近几年的研究和实践应用,对测试工艺技术逐步进行改进和完善,伴随着数据分析技术的发展,微破裂试验可以反映出更多的储层信息,为准确编制试井设计提供可靠的储层参数.目前,微破裂试验测试技术已在我国许多煤层气勘探开发区应用. 本文从微破裂试验测试实际应用的角度,对测试工艺技术和数据分析方法进行研究.一方面通过改进工艺技术、优化设备组合,减少微破裂试验对随后进行的注入/压降试井的影响;另一方面加强对关井后期的数据分析,以获取更多的储层参数. 1 微破裂试验测试技术 1.1 测试方法 微破裂试验是一种瞬时压裂煤层的测试方法,通过向目标煤层注水,依此产生一个压裂煤层的瞬 时压力脉冲,根据注入流量的变化,在确认煤层被压裂后井底关井,观测压力变化趋势.采用压力计记录井底压力随时间的变化规律,通过分析,可以判断和确定储层的参数性质.微破裂试验测试中需 特别考虑的因素: 1)注入流体的选择[2]:注入流体是造成煤层污染的一个因素,由于流体中固体颗粒对煤层孔隙的堵塞而导致煤层孔隙的连通性降低,因此对注入水的水质应加以控制,可选用清水注入,以防止对煤层造成伤害. 2)注入流体体积的控制:大量的流体进入煤层后对煤层(特别是低渗透的薄煤层)的恢复非常不利,通过优化泵注设备,在满足瞬时压裂煤层的前提下,减少注入时间,控制进入煤层的流体体积. 3)测试时间的选择:测试时间的选择原则:缩短注入时间,延长关井时间.在测试过程中缩短注入时间,可以减少注入流体体积,煤层产生的裂缝小,因此关井后裂缝很快闭合;另外,适当延长关井时间,有利于地层压力的恢复,对随后进行的注入/压降试井分析不会产生太大影响.1.2 地面设备 微破裂试验所需的地面设备包括注水泵、储水罐、流量计、压力表、回流阀、截流阀及高压管汇.其中注水泵是关键设备,为确保在很短的时间内压裂煤层,通常采用高压大排量注水泵,以满足微破裂试验的测试需求,同时可以最大限度降低进入煤层
煤层气井不稳定试井解释项目
comet3, f.a.s.t cbm都可以 我目前主要用COMET3软件，另外做煤层气数值模拟的软件还有Eclipse、CMG、FAST软件等，这是一些较为熟悉的煤层气软件。目前comet3是做煤层气最专业的软件，不过这个软件需要购买，目前还没有破解版，其它几款软件已有破解版，可在论坛下载学习。希望可以帮到你。 煤层气行业的试井软件，大多是从石油天然气行业借鉴过来的，其引用标准也和石油天然气行业的标准相似。目前主要有以下几种试井解释软件。F.A.S.T CBMTM煤层气储层分析系统Saphir试井解释软件PanSystem试井解释分析与设计软件Work Bench 1.8.2试井软件 ，如果采用常规试井的方法，在开井期间则很容易造成水、气同出，且由于储层渗透率相对较低，压力恢复时间过长，在测试过程中很难准确取得煤储层的地层真实压力，所以就使试井解释很难准确的确定储层参数。 我公司拟在柿庄南区块开展国家科技重大专项项目的专题“柿庄南区块高阶煤储层渗透率评价方法研究”的研究工作，其主要内容包括：（1）柿庄南区块低压煤储层注入/压降试井方法研究；（2）柿庄南区块压前排采生产压力不稳定试井方法研究；（3）利用排采生产资料解释渗透率方法研究；（4）编制3口井注入/压降试井 及3口井压前排采生产压力不稳定试井施工设计； DST测试：测的时间比较短，如果是低渗的话（流体进入钻杆测试器的体积就会笑），测的结果就不准确。 1:压前不稳定试井：（1）目前在CNKI，根据调研的参考文献，没有人做过压前不稳定试井；（2）如果做的话，有一个问题，压前地层压力大于煤层气临界解吸压力，这个煤层气井主要产水，只有当地层压力低于煤层气临界解吸压力时，煤层气井才会产气。 地面注入设备 地面注入设备包括注入泵、储液罐、高、低压管汇、压力表等，目的是将储液罐中的液体以高压注入井中。 利用注入泵：将地层水注入地层中去（注入一天左右），让储层压力大于原始地层压力，然后再关井一段时间（关井5天左右）。问题：注入液体过程，可能导致地层破裂，影响试井解释结果，表皮系数为负。
煤层气井压裂标准样本
沁水盆地南部煤层气田枣园煤层气开发示范工程项目煤层气井压裂总体技术方案 中联煤层气有限责任公司
沁水盆地南部煤层气田枣园煤层气开发示范工程项目压裂总体技术方案 设计人： 审核人： 审批人： 中联煤层气有限责任公司
目录 前言 一、地质概况 二、基本数据 三、地质设计 四、施工工艺技术要求 五、安全环保及质量要求 六、应提交的资料报告 七、附录： 附录1、主要施工工序预测 附录2、压裂施工应上主要设备、材料 附录3、井身结构示意图
前言 枣圆煤层气开发试验区总体布置40口井，1999年首先实施第一批井—“9+1方案”，即以TL-003井为基础，再打9口井，组成10口井的井网。井网呈菱形分布（图3），菱形的短轴/长轴约为0.6；井网井距沿主裂缝方向（以TL-003井压裂资料为依据，主裂缝方位为N45°E。）约400m，垂直主裂缝方向不小于300m 。 “9+1方案”菱形井网周边上共布置有7口井，中心位置布有三口井。 井网其它各井钻井工程全部结束后，统一对煤层进行射孔压裂和排水采气试验。以整体改造，面积降压为基础，采取同步实施，单井监测，综合评估的方法评价煤层在井间干扰条件下的地层压力变化，吸附气的脱附情况以及出水产气能力。 在压裂工艺上，选取不同类型的压裂液，目的是通过压裂改造和测试手段，评价不同液体对煤层的改造程度和增产效果，从中优化出适合本地区储层特征的压裂液体系。
一、地质概况 沁水南部-该区为煤田普查区、详查区和精查区。西部和北部主要为普查区和远景区。目前共有煤层气井20口，其中16口排采井。已完成的煤田勘探（87口井）和煤层气勘探（21口井）能够比较好的控制了煤层的分布、主要煤层的厚度变化、埋深和煤岩煤质的变化；煤层气井资料比较好地揭示了煤层含气量渗透率和储层压力的分布特征。勘探结果表明，该区总体上为一个高渗富集区。该区主要地质特征如下： 1、煤层分布与沉积环境 勘探结果表明，该区煤层厚度大，区域上分布稳定，3号煤层厚度5~7m，平均6m；15号煤层厚度2~4m，平均厚度3m。煤田地质勘探所获得的煤层厚度及分布特征基本是可靠的。 煤层分布状态与其沉积环境密切相关。C3t早期主要为大范围的分流间湾相环境，P1s 早期主要为湖泊~沼泽相环境，上述沉积环境有利于成煤。 2、煤层实际含气量 近期煤层气井实测气含量资料表明，采用现代方法测得的含气量结果比煤田勘探提供的瓦斯含量高1/3~3/5。 根据TL-003井、TL-006井、TL-007井、晋试1井、潘2井和CQ-9井的实测结果，一般在20~30m3/t，平均23~25m3/t之间。在寺头断层以东地区，煤层含气量高，表现出由北向南含气量逐渐增高的趋势。煤层实际含气量高于煤田勘探成果。 3、含气饱和度 根据目前所掌握的资料，该区自北向南含气饱和度由低向高。TL-003井3号煤的含气饱和度只有85.6%，到潘庄地区则呈饱和或超饱和状态。这种变化规律，主要受控于保存条件。 对于这种构造特别稳定的煤层，煤层顶板的封盖性起到不可忽视的作用，高含气量井的3号煤层直接顶板主要为泥岩。 沁水南部3号煤层顶板岩性
煤层气压裂工艺技术及实施要点分析
煤层气压裂工艺技术及实施要点分析 发表时间：2019-07-17T09:24:30.543Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年7期作者：康锴 [导读] 我国地大物博，矿产资源丰富，煤层气资源总储量占居首位，可以与天然气的总储量相媲美。 新疆维吾尔自治区煤田地质局一六一煤田地质勘探队 摘要：近几年，我国经济建设发展迅速，煤矿企业为我国发展做出了很大贡献。我国煤层具有松软、压力低、表面积大和割理发育的特征，导致煤层气开采普遍存在经济效益低、单井产量低的问题。为了适应煤层气特殊的产出条件，本文探讨煤层气压裂工艺技术与实施要点，以期为我国煤层气开采提供参考意见。 关键词：煤层气；压裂工艺技术；实施要点 引言 我国地大物博，矿产资源丰富，煤层气资源总储量占居首位，可以与天然气的总储量相媲美。因为煤层气本身属于清洁能源发展行列，本身带有极强的清洁性能和使用的高效性，对于此资源进行科学合理的开发应用，能够有效缓解现阶段我国能源紧缺的尴尬局面。进行开采过程中，需要对煤层的低饱和、低渗透和低压的发展特点充分了解，可以通过对水力压裂技术的改造升级，完成增产增效工作，保证煤层气井开采效率和高质量发展。在此过程中，需要注意的问题是，因为不同煤层在发展过程中，都受到不同介质的作用，其内部构成和物质特性方面都存在很大差异性，所以，科学掌握煤层气压裂工艺技术有着重要的现实意义。 1煤层气探采历史 1733年美国首次实现地下管道煤层气抽放，1920年第一次完成3口地面煤层气抽采井。1953年在圣胡安完成高产井，日产1.2万m3。我国起步较晚，1957年阳泉四矿在井下成功实现，临近煤层瓦斯抽采。1992年正式开始研究实验。1996年中联煤层气有限责任公司的成立，标志着我国煤层气开发研究的新纪元。 2矿岩压裂的主要影响因素 2.1天然裂缝割理 在煤层开采发展过程中，主要的裂缝系统包括天然裂缝和割理，这两种现象会严重影响到压裂裂缝的发展形态，同时还会对周围水文地质的发展起到一定的影响作用。通常它们的主要性能会对水力裂缝的形态进行延伸，造成冲击作用，也就是说，通过这两个作用力的共同作用，煤层气井在发展和延伸的时候，很容易发生突然转向和次生裂缝。 2.2矿岩力学性质 对矿岩力学性质进行研究的过程中，需要重点做好三个方面的工作：首先，做好矿岩硬度和密实度的勘察工作。第二，对整体强度和弹性力度问题进行研究。第三，深入探讨研究断裂相关内容。对有显著特点的矿样进行综合检测分析，通过观察和对比，得到的结论是，矿岩在受到某些压力和应力的共同作用下，其自身的特征也会发生改变，呈现出弹性模量低、脆性大、易破碎和易受压缩等显著特点，所以，需要对矿岩力学性质进行综合研究。 2.3地应力 在矿井气层发生水力起裂现象的过程中，地应力的变化情况会对裂缝整体位置和形态产生主要影响作用。通过科学调查结果显示，起裂压力大小情况与地应力差之间存在负相关的变化发展联系。换言之，破裂压力的影响因素主要为天然裂缝与最大水平主应力间的夹角，在高水平应力差作用力的影响下，会发生层次较规律的主缝问题。在低水平应力差作用力的影响下，裂缝问题就会向周边进行延伸和扩展。 3煤层气压裂工艺技术 3.1大排量压裂技术 在煤层储层中，有着大量的天然割理系统，加之在压裂施工中使用了活性水压裂液，因此容易造成在压裂过程中滤失量过大及效率低的情况。而为了控制液体滤失以保障效率，应当要根据活性水压裂液的特点，选择大排量注入压裂液的施工方式。 3.2低砂比压裂技术 煤层气压裂的砂比是由多种因素共同决定的，包括煤层本身的特性、压裂液及其排量、支撑剂密度等等。煤层具有性脆、易破碎以及易滤失等特性，而这些都容易引起压裂过程中煤层出现砂堵；再者压裂液粘度低，也是造成砂堵的一项常见因素。而若应用低砂比压裂技术，则能够十分有效地预防砂堵现象。 3.3脉冲加砂技术 若想实现煤层气开采的增产，其主要途径之一就是尽量增加缝长和沟通天然割理系统。在深层煤层气的压裂施工过程中，支撑剂的泵入可以选择采用将前置液与携砂液交替注入的方式。这种方法既能够更多地增加缝长和沟通天然割理系统，同时又能够防止砂堵，提高压裂效率。 3.4复合支撑技术 该深层煤层气储层的闭合压力＜20MPa，经分析和评价后，认为其在支撑剂的选择上以石英砂为宜。由于煤层气储层具有易滤失的特点，所以在加砂前，首先要处理天然割理，即加入适量的细粒径石英砂，从而降低其滤失；其次在加砂过程中，要加入适量的中粒径石英砂，从而延伸裂缝；而在加砂后期，则要加入粗粒径石英砂，以使煤层中的气流畅通。 4煤层气压裂工艺技术及实施要点分析 4.1优选煤层气压裂液体系 在煤层气压裂中，压裂液既需要携砂、造缝，又会因液体浸入储层而伤害煤层，所以优选压裂液体系至关重要，即要求煤层气压裂液满足压裂工艺的技术要求、与储层配伍性且尽量不伤害煤层。煤层气井从客观实际出发优选压裂液体系，具体要点包括：一是少用添加剂，如有机类添加剂，以免伤害煤储层；二是研发与煤层气压裂条件相适宜的压裂液材料，以提高其与煤储层的配伍性；三是在满足压裂工艺与施工要求的前提下，提高压裂液的经济性，从而适应市场经济的发展要求。据此，山西沁水盆地煤层气井决定选用清水压裂。
煤层气井常用试井方法及应用
煤层气井常用试井方法及应用 学号: 2010050031 姓名: 张恒
煤层气井常用试井方法及应用 摘要:试井测试是目前能够准确获取煤层参数的有效方法。现从实际应用的角度,重点 介绍了煤层气井常用试井方法,并对各种试井测试方法的优缺点、适用范围进行了研究评价。结合煤层渗透率及储层压力的特征,探讨了试井测试方法在煤层气勘探开发中的应用 关键词:煤层气;试井方法;应用 0引言 煤层气的勘探、开发离不开煤层气试井,它是对煤层进行定量和定性评价的工艺方法,它在确定煤层基本参数方面具有明显的优势,其主要目的是获取储层的评价参数,为煤层气井的勘探开发和生产潜能评价提供科学的依据。但煤层气属于非常规天然气资源,它在储集、运移、产出机理方面与常规油气之间存在明显差异。目前试井测试的方法很多,主要依赖于常规油气井试井技术,尽管一些常规试井方法可用于煤层气试井测试,由于煤层气在储集、运移、产出机理方面与常规油气之间存在明显差异,这些试井技术的应用有一定的局限性。大量的研究资料表明,我国煤储层具有低压、低渗的特点,即煤层的储层压力和渗透率普遍较低。本文通过对煤层气常用试井方法研究评价,结合我国煤储层特点,探讨煤层气试井方法在煤层气勘探开发中的应用[1]. 1煤层气井常用试井方法 煤层气试井测试方法有很多,目前国内外常用的试井测试方法主要有DST测试、段塞测试、注入/压降测试、水罐测试,微破裂试验测试技术等 1.1DST测试[2] DST测试利用钻杆地层测试器进行,依靠地层流体的流动、产出和压力恢复的过程求取地层参数,是认识测试层段的流体性质、产能大小、压力变化和井底附近有效渗透率以及目的层段被污染状况的常用手段。煤层气井DST测试目的与常规油气井有些不同,由于煤层气多以吸附状态存在于煤储层中,因此煤层气井DST测试主要是了解煤储层中水的能量、割理的渗透能力、储层压力以及判断原始游离气是否存在,为下一步的改善措施提供参数依据。DST测试方法常用于渗透率和储层压力较高的储层中。 图1 DST测试半对数曲线示意图 1.2注入/压降测试[3] 注入/压降法试井是一种单井压力瞬变测试,或称不稳定试井,可以估算测试层和测试井的
煤层气排采技术规范
煤层气排采技术规范 煤层气企业标准 煤层气井排采工程技术规范 (试行) 2008-08-18发布 2008-08-18实施 煤层气企业标准 煤层气井排采工程技术规范 1 范围 本标准规定了煤层气井排采工程施工过程中各工序的技术标准，包括排采总体方案的制定、泵抽系统、排采设备及地面流程的安装、场地标准、下泵作业、洗井、探冲砂、资料录取、分析化验、总结报告编制等技术要求。本标准适用于煤层气井的排采作业工程。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过对标准的引用而成为本规范的条文。中联煤层气有限责任公司煤层气井排采作业管理暂行办法 SY/T 5587.6-93 油水井常规修井作业起下油管作业规程 SY/T 5587.7-93 油水井常规修井作业洗井作业规程 SY/T 5587.16-93 油水井常规修井作业通井、刮削套管作业规程 SY/T 5587.5-93 油水井常规修井作业探砂面、冲砂作业规程 SY/T5523-92 油气田水分析方法 SY/T6258-1996 有杆泵系统设计计算方法 3 排采总体方案的制定 3.1基本数据
3.1.1钻井基本数据 钻井基本数据包括地理位置、构造位置、井别、井型、施工单位、目的层、开钻日期、完钻日期、完井日期、钻井周期、完钻井深、完钻层位、最大井斜、井深、方位、人工井底、补芯高。 3.1.2完成套管程序 完成程序包括套管规范、下深、钢级、壁厚、水泥返高、固井质量、短套管、油补距。 3.1.3煤层深度、厚度及射孔井段 3.1.4解吸/吸附分析成果 包括含气量、含气饱和度、临界压力 3.1.5注入/压降测试及原地应力测试数据 包括渗透率、表皮系数、储层压力、压力梯度、研究半径、煤层温度、闭合压力、闭合压力梯度、破裂压力等。 3.2 排采总体方案 3.2.1排采目的 3.2.2排采目的层及排采方式 3.2.3排采设备及工艺流程设计 3.2.4排采周期 3.3工艺技术要求 3.3.1动力系统 1 3.3.2抽油机 3.3.3泵挂组合 3.3.4 地面排采流程 a.采气系统;