滇东黔西地区煤层气开发试验及储层改造效果分析与建议

《滇东黔西地区煤层气开发试验及储层改造效果分析与建议》由会员分享，可在线阅读，更多相关《滇东黔西地区煤层气开发试验及储层改造效果分析与建议（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第3卷 第4期 中国煤层气 Vo113 No14 2006年11月 CHINA COALBED METHANE Nov. 2006 滇东黔西地区煤层气开发试验及 储层改造效果分析与建议孟宪武 刘诗荣 石国山 朱 兰 冯 霞(中石化西南分公司勘探开发研究院贵阳所,贵州贵阳 550004)摘 要:通过对滇东黔西地区煤层气前期勘探资料及国内外大量煤层气勘探开发研究资料的综合 研究,在煤层气储渗机理和产出机理方面取得了重要的新认识,为滇东黔西地区煤层气的研究提 供丰富的资料。研究的过程中发现,在前期的研究勘探工作中存在的许多重要的问题,如测试及 储层改造就存在着许多的问题,需要引起注意,并找到合理的解

2、决办法。关键词:滇东黔西 煤层气 开发试验 储层改造Results of CBM Testing and Remoulding of Reservoir in Eastern Yunnan and Western Guizhou and Related Problems CBM; testing and remoulding of reservoir1 概述滇东 黔西地区是我国南方煤炭资源最为丰富 的地区之一,大量前期研究表明:通过煤田地质勘探已取得主要含煤向斜煤炭资源探明和预测储量高 达191817108t ,煤阶为气煤 无烟煤,煤层的含气量高,煤层气资源量达4911719108m3,在20

3、01500m埋深区间煤层气资源量达2927815108m3, 煤层埋藏深度适中(普遍为3001500m)。前期的 大量研究也取得了很多重大的成果,但在一些方面 还存在许多的问题,如煤层气的开发试验及储层改 造等问题。作者简介 孟宪武,男, 1978年生,助理工程师,从事石油天然气和煤层气勘探开发方面的研究工作。2 开发试验(含储层改造)方法在贵州盘县境内所施工的五口煤层气勘探井(黔红一井、黔红二井、贵煤一井、贵煤二井等) ,先后采用了A、B两种不同的测试方案,对其中四 口井进行比较如表1所示。表1 煤层气勘探井采用A、B测试方法比较表方案项目黔红一井黔红二井贵煤一井贵煤二井A目标层P2 凝灰岩

4、P2lM12P2lM20及顶板井段 (m)1316116 1321161132 11361216163 1226169方法射孔(1997)射孔、抽吸(1997)B目标层P2lM12P21 M20 + 24M12P2wjM3 + 5P2wjM7P2wjM3P2wjM9井段 (m)1132113518122413124510591064185291253713558560351133544041340717方法射孔、试井、加砂压裂、排采(2000 , 2001)注:抽吸作业使用的是抽吸机,排采作业使用的是抽油机。3 开发试验效果比较黔红一井、黔红二井和贵煤一井、贵煤二井经 过射孔、试井、加砂压裂后

5、,各井都进行了并层排采作业。而此前对黔红一井三个目标层进行射孔后,直接对两个目标层(即M20及其顶板, M12) 进行抽吸作业。对M12目标层的抽吸作业时间大 大少于对M20及其顶板的排采时间,而产气量则 呈相反的状况,即M12目标层产气量高于M20及其顶板,如表2所示。表2 黔红一井两次开发试验效果比较表测 试方 法射孔抽吸射孔、试井、压裂后排采测试层(目标层)层数22厚度(m)14106 (10106 + 4)2415 (2017 + 318)抽吸(排采)时间时间19971111112320001311210125天数(d)12200液面深度(m)开始产气时9451027停止抽吸(排采)时

6、9851234产气情况放喷口燃烧焰高稳定在2535cm , 关井12h后开井放喷燃烧焰高34m ,持续时间约3min ,估计瞬时产气量 300m3/ d。平均产气量40133 m3/ d (211070118m3/ d) ,放喷口燃烧焰高稳定在2530cm ,关井12h以上后放喷仍无明显 变化。3 因抽吸设备陈旧,运转不正常等原因而被迫停抽。4 对储层改造开发试验效果的初步分析从黔红一井先后采用不同的方法进行生产试验 效果差异说明,区内煤层气生产试验及储层改造方法还应该有一个探索的过程。根据对四口井七层次的生产试验及储层改造效果的对比分析,初步认定影响作业效果的主要原因是下列几点。23中 国

7、煤 层 气 第4期411 区内煤层气地质特征有其特殊性 经过与国内外部分比较成功的煤层气勘探开发 地区进行类比(表3)后显示,区内明显的特点 是:资源丰度较高,渗透率、临储比、含气饱和度等均较低,煤层的层数多且累计厚度大,但单层厚 度较小等。412 加砂压裂效果分析 加砂压裂是储层改造重要手段之一。但就贵州表3 贵州西部红果地区与国内外部分地区煤层气储层参数类比表地区(盆地名称)贵州西部红果山西晋城山西柳林美国圣胡安煤系时代P2P1、C3P1、C3K2资源丰度(108m3/ km2)115311117114210015218Rmax ( %)11221185318041501100113001

8、610167目标层煤层M3、M5、M7、M9、M12、M20、M24M3、M5M4、M5、M8水果地组煤层合计厚度(m)36194 (10层次)5110131309140111301110034100含气量(m3/ t)4122231251210128166810614147 12100渗透率(10 - 3m2)010010141601300316100112012172031000501000临储比0111015501920198018001900193含气饱和度( %)4184719880909098开发试验产气量(m3/ d)单井平均值3818 2000 500 5000单井峰值3621

9、2516303705090936注:贵州西部红果地区之目标煤层和编号煤层多由数层煤组成(其间为夹矸等所隔) ,所示之厚度并非纯煤厚度。盘县境内黔红一井、黔红二井和贵煤一井、贵煤二井对七层次实施加砂压裂的效果看,并不理想。主 要表现在支撑裂缝半径小(27114919m) ,支撑裂 缝高度大(411310016m) ,有四个压裂层(黔红 一井M12、M20 + 24 ,黔红二井M12 ,贵煤一井M3+ 5)的支撑裂缝长度都小于支撑裂缝高度;压裂 液返排率(总产液量/压裂液压入总量)除贵煤一 井较高外,其余三口井均小于67 %(3018366138 %)。分析其主要原因可能是: (1)煤储层自身存在

10、的缺陷,主要表现为非煤夹层(夹矸等)较多,煤层纵、横向变化较大。以 构造煤为主,含水性普遍较差(与以透镜体状水体 为主的背景有关) ,地应力较高,渗透率较低,煤 层及围岩的高角度构造裂缝比较发育等。煤储层具 有较为明显的非均质性。 (2)对于弱含水的煤储层来讲,可能对压裂液(特别是凝胶液)有较强的吸附性,导致压裂液返排率低,进一步降低了储层的渗透性。 (3)较大的支撑裂缝高度穿过了围岩,这与纵向构造裂缝发育有关。压裂液回落时所携带的缝壁剥落物及支撑剂(石英砂)可能在煤储层内发生滞留并沉淀,会堵塞煤层割理及裂隙,也会进一步降 低储层的渗透性。 针对区内煤岩储层的特点,开发试验时储层是 否需要改造

11、?加砂压裂是否作为储层改造的唯一手 段?需要切实有效地进行研究和探索。413 存在影响排采效果的不利因素 黔红一井、黔红二井和贵煤一井、贵煤二井压 裂后分别进行了单井并层排采作业。各井经过一段 时间排采后,即停止了作业(主要是产气量小,资金 投入,项目到期等因素)。对排采作业效果不理想的 原因经初步分析后认为,主要存在以下影响因素。 (1)煤储层自身存在的缺陷和压裂效果的影响(前已述及)。(2)压裂液的返排率,除了贵煤一井外,黔红一井、黔 红 二 井、贵 煤 二 井 均 低,分 别 为65131 % , 30183 % , 66138 % ,说明有较多的压裂液 尚存留在地层中。这三口井又都使用

12、的是线性凝 胶,除地层一部分吸附外,弱含水的储层对凝胶性 物质可能难以排出。33第4期 滇东黔西地区煤层气开发试验及储层改造效果问题及建议(3)有效排采作业时间短,黔红一井200天,黔红二井127天,贵煤一井214天,贵 煤二井95 天。国内外目前煤层气勘探开发比较成功地区的单 井排采作业时间一般都必须在一年以上,这4口井 远达不到这样的时间。排采作业时间短,压裂液返排率低,直接影响产气效果。 (4)液面下降深度未达到接近目标层。贵煤一井渗透率好于贵煤二井,而贵煤二井的产气量为何 高于贵煤一井?这与液面下降深度有关。贵煤二井 停抽时的液面深度为38313m ,已使M3处于裸露状态;贵煤一井由于

13、在深度525115m以下存在有35124m的压裂管柱未予处理,使泵挂深度无法下 降,停抽时的液面深度为480m ,距离最上的目标 层(M3 + 5)顶尚有49m。(5)井间距过大,排采时形成不了井间干扰。在贵州盘县亮山背斜、金竹坪区块所施工的五口井 均属勘探试验井性质,未按小井网要求布井。黔红 一井、黔红二井相距1900m ,贵煤一井与贵煤二井 相距500m ,这对于低渗透且非均质性强的储层又 加之压裂效果不理想等来讲,肯定形成不了井间干扰。这也是影响产气效果的重要原因之一。5 结论及建议511 关于开发选层 贵州西部及云南东部都具有煤层层数多,单层厚度普遍小的特点,并充分考虑到各煤层对产气的

14、 贡献机会。据此,宜采用两种方法进行测试选层。 (1)对厚度 1m的所有煤层进行测试。(2)按照相距 20m的含煤井段的煤层相对集中的煤组进行测试。512 关于开发方法 根据黔红一井射孔 抽吸与黔红一井、黔红二 井和贵煤一井、贵煤二井射孔 试井 加砂压裂 排采作业效果比较分析看,对本区的煤层气测试可 以考虑采用前述的选层方法和使用射孔 抽吸(排采)的方式进行测试作业。如此运作,有可能取得 好的效果(可避免对多数煤层的歧视,降低投入, 缩短完钻后到测试的时间间隔等)。513 关于排采作业 无论是射孔后还是压裂后进行抽吸(排采)都必须要有足够的时间。正常抽吸(排采)时间(不含停泵时间)一般都应在一

15、年以上。尽可能让目标 层裸露,产液量、产气量处于相对稳定状态才可考 虑停抽。 对于产液困难的井,可注入液氮或CO2等(ECBM技术)进行排驱,提高排采效果。井口至 目标层以下20m井段不能有任何异物存在,以确 保抽吸(排采)作业顺利进行。514 关于开发方法和技术的进一步试验 根据对黔红一井等四口井的开发(含储层改 造)实践资料的初步分析研究结果,相关的方法和技术还有待进一步探索。可以考虑利用原有的(含 煤勘井)不同井深,不同地质特点且井眼条件较好 的23口井,采用不同方法进行测试(含储层改 造)。例如,进行射孔后直接抽吸(排采) ,储层改 造(采用压裂或高能复合射孔技术等)后进行排采作业;选层进行测试或按煤组进行测试等。在此基 础上,认真进行总结,探索出适应该地区煤层气基 本地质特点的方法和技术。为以后施工的新井眼采 取相适应的开发(含储层改造)方法和技术,提高 开发效果。参 考 文 献1 黔西滇东煤层气资源前景及评价选区.中石化滇黔桂油田分公司, 20002 云南煤层吸附气有利开发区的选择及试验方案研究.滇黔桂石油勘探局, 19943 贵州西部浅层天然气勘查项目地质综合研究阶段报告.中国新星石油公司西南石油局第八普查勘探大队, 19974 贵州盘县黔红一井随钻研究小结.中国新星石油公司西南石油局第八普查勘探