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煤层气井压裂注入工艺及其效果评价_图文

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煤层 气井 注入 工艺 及其 效果 评价 图文
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煤 岩特性与常规油气储集岩特性不同 , 煤层与煤层之间的储层与地质特征也有差异 , 因此煤层气井压裂与常规油气井压裂有许多不同之处 。主要在于[ 1]煤储层与常规油气储层的机械性质不同 。与常规油气储层相比 ,煤层的杨氏模量低 、泊松比高 ,且具有特殊的双孔隙结构 ,割理发育 ,以及更大的各向异性和不均质性 。煤层气的形成 、储集 、运移 、产出机理与常规油气存在较大的差异 。煤层气主要以吸附形式存储于微孔隙表面 ,其产出是一个降压解吸 、扩散 、渗流的过程 。在实际施工过程中,我们就必须根据不同的煤层采用不同的压裂注入工艺和效果评价,以取得压裂增产效果 。1 态 C ]将支撑剂在现场作业前装入混砂机,在温度 - 压力 状态下将液态 气作为置换 “垫 ”,驱使液态 后再驱使液态 以足够大的泵送速度通过孔眼将 压裂作业完成后,关井一段时间,使 后开井排液,将气态 图 1 为 流压裂工艺[3,4]该工艺利用各层间破裂压力不同,首先压开破裂压力较低的储层,然后投入堵塞球把射孔孔眼暂时堵塞,再提高压力压开破裂压力较高的其他储层 。适用于复杂 、低渗透 、多层的薄煤层 。级加砂压裂工艺二次加砂压裂就是在压裂中,把设计的总砂量,分成两批加入,先将第一批砂量加入地层,停泵一段时间,让裂缝闭合,然后重新开泵加入剩余砂量 。在加砂量达到一定数量后,人为地将施工砂比提高到发生砂堵的极限,然后停砂继续注前置液造缝再加砂,当砂量达到一定数量后,再将施工砂比人为地提高到发生砂堵的极限上 。按此工艺可以进行多级加砂,有利于更多地沟通天然割理缝系,加砂量应适应于具体的压裂层 。适用于煤层孔隙疏松,压收稿日期: 2011戴 林( 1985-),男,湖北黄冈人,在读硕士研究生,油气田开发专业 。联系电话: 13972379253煤层气井压裂注入工艺及其效果评价戴 林,范 虎,胡文庭,李 娟,胡小冬(长江大学 石油工程学院 油气钻采工程省重点实验室,湖北 荆州 434023)摘 要: 通过对煤层气井压裂注入工艺和压裂效果评价方法等的调研,弄清了国内外在煤层气压裂方面的发展现状 。从煤层气垂直井压裂到煤层气水平井压裂,从水力压裂到气体压裂等,详细地介绍了各种压裂注入工艺及其适用地层条件,并总结出了各种适合煤层气压裂的效果评价方法 。关键词: 煤层气井压裂;注入工艺;效果评价方法图 1 6 卷 第 4 期2011 年 12 月吐 哈 油 气16,易滤失的煤层 。排量压裂施工工艺[5]针对压裂液滤失量大,液体效率低 。为了提高液体效率和施工砂比,在压裂施工中采用了大排量施工,使用两套千型车组,采取油套混注的施工方式,将施工排量提高到 7.5 m3/上,最高达到10.0 m3/效地控制了液体滤失,保证裂缝正常延伸,从而提高煤层的渗透性 。另外,也可将油套混注大排量工艺改为套管注人大排量的施工方式,将施工排量提高到 0.0 m3/用于孔隙疏松,压裂液易滤失的煤层 。型 C ]先进行小型压裂,进行压后压降分析,然后进行大型 预处理前置液:活性水 +性水或活性水 + 纯碱 (隔离液 )→前置液 (冻胶 )→混注液氮加粉陶 (利用粉陶降滤失 )→携砂液 (冻胶 )加中陶 →顶替液,压后停泵测压降 30 用于气藏超深 、高温 、渗透率低 、地层物性差的煤层(表 1) 。续油管压裂[6]连续油管压裂是利用连续油管实现油管注入或环空注入液体和支撑剂对储层进行压裂改造的一项工艺技术 。主要用于浅井多层煤层,尤其适合薄煤层的分层压裂和小井眼压裂 。油管注入压裂工艺(图 2)包括连续油管注入 +跨式 (单 )封隔器 、喷砂射孔 + 连续油管 + 砂塞等;而油管环空压裂工艺技术目前有喷砂射孔环空压裂 +封隔器封隔转层 、选择性射孔 + 环空压裂 + 封隔器转层 、第一次普通射孔 + 选择性射孔 + 环空压裂 +投堵球转层 、喷砂射孔环空压裂 + 填砂转层等 。合气体驱替煤层气工艺[7合气体驱替煤层气技术是指向煤层注入混合气体 (2、空气 、烟道气等 ),利用注入气体的置换作用和增渗作用,促进煤层气解吸并驱赶煤层气流向抽采钻孔,其实质是向煤层注入能量,改变压力传导特性和增大或保持扩散速率不变,从而达到提高单井产量和回收率的目的 。而兼顾 2的增渗和减灾效果,适用于我国低渗透 、可开采煤层 。2 量评价方法[10]采用日增产气量 、增产有效期及累计增产气量三项指标综合评价压裂效果 。其单项评价以分值表示,三项分值相加之和为综合分值 。根据综合分值大小划分煤层气压裂效果产量评价等级 。术评价方法采用表皮系数差和采油指数比两项指标综合评价压裂效果 。其单项评价用分值表示,两项分值相加之和为综合分值 。根据综合分值的大小划分压裂效果评价等级 。济评价方法采用压裂经济效益 、压裂投资回收期和增产煤层气成本三项指标综合评价压裂经济效果 。单项评价以分值表示,三项分值相加之和为综合分值 。根据综合值大小划分压裂经济效果评价等级 。力恢复试井方法[11]利用试井分析方法来评价压裂效果,目前最有表 1 大型C 入液体名称 作用及目的1 活性水 迅速达到设计排量后,降排量测试2 停泵 测压降 30~60 胶 加入 性水 顶替5 停泵 测压降 60~90 连续油管压裂工艺第 16 卷 第 4 期 戴 林,等:煤层气井压裂注入工艺及其效果评价379效 的方法是压力恢复试井 。用压力恢复试井资料评价压裂效果时,首先用压前压力恢复试井资料求取地层有效渗透率和地层压力,其后用压后压力恢复试井资料和压前求取的地层参数对压裂裂缝做出正确解释,排除解释结果的多解性 。最后应用压力恢复试井解释结果来评价压裂效果 。入 /压降测试[12]煤层气压裂施工可看成是注入测试,关井压降监测看成是注入压降测试的压力降落,由此把压裂施工和关井压降作为一个完整的注入压降试井测试 。裂施工曲线分析法[13]通过对具体的压裂施工曲线和压后排液曲线进行具体分析,可以有效进行压裂效果评价 。压裂施工动态曲线是压裂施工过程中注入压力 、施工排量随施工时间变化的曲线,反映压裂时的地下动态及储层物性 。裂井的试井分析试井资料评价压裂效果的方法需要对同一试油层压裂前和压裂后都进行试井,然后利用压裂前后压力曲线的变异及地层参数的变化研究压裂效果 。色拓扑预测方法[14]应用灰色拓扑预测方法,由压裂前的油井日产油数据,建立模型群,并预测了在压裂有效期内该井不压裂时的产量动态,从而可真实地评价压裂的增产效果 。该方法尤其适用于压裂前产量波动比较大的情况 。据挖掘方法[15]数据挖掘采用了神经网络 、遗传算法 、支持向量机等方法,在压裂决策分析方面也得到广泛应用,通过建立产能预测模型,优化施工参数和选井选层 。国外建立了以 000 为数据库平台的数据挖掘体系,但数据挖掘算法单一;国内库采用 005 实现,数据挖掘算法采用决策树和神经网络模型,可实现气井压裂的选井选层和施工参数的优化 。以此来提前评价压裂效果,指导压裂施工 。3 结 论国内煤层类型多样,储层物性差异大,必须根据中国煤层气的特点,借鉴 、吸收国外先进研究成果和丰富经验,结合实际,集中力量,研究适合中国煤层气特点的压裂注入工艺及其配套技术,指导中国煤层气开发 。参考文献:[1] 修书志 ,江新民 . 煤层压裂工艺技术初探 [J]. 油气井测试 ,1999,8(1):452] 才 博 ,王 欣 ,等 J]. 天然气技术 ,2007,1(52):403] 侯洪涛 ,邹 群 ,等 J]2007,23(2):74] ]8577: 55] 刘贵宾 . 阜新刘家区煤层气井压裂工艺技术研究与应用[J]2007,4(3):186] 吴海林 ,周向军 ,张 乐 02压裂技术在孤北地区深层气勘探中的应用 [J]2006,29(2):607] 林英松 ,蒋金宝 ,等 . 连续油管压裂新技术 [J]. 断块油气田 ,2008,15(2):1188] S,,P 0202]8881: 4899] ]5872: 110] 石油天然气行业标准 5289油井压裂效果评价方法 . 国家石油和化学工业局 ,2000.[11] 杜军社 ,李培俊 ,等 . 试井资料在压裂效果评价中的应用 [J]. 新疆石油地质 ,2004,25(4):43312] 王玉海 ,王庆红 ,等 J]2010,19(5):4413] 张 娜 ,段永刚 ,等 . 庄 5 井压裂后效果评价 [J]. 西部探矿工程 ,2006,18(5):8714] 蒋廷学 ,杨艳丽 . 灰色拓扑预测方法在评价压裂效果中的应用 [J]2001,22(2):16015] 孟庆民 ,张士诚 ,等 . 数据挖掘技术在气田压裂效果评价中的应用 [J]. 中国石油大学学报 ,2008,32(5): 油 气 2011 年3802011 年 8 月中旬,吐哈油田三塘湖盆地条湖凹陷 2 口区域探井接连获得新发现 。条 27 井试油获日产 25 井常规试油获少量油流,扩展了条湖南缘勘探成果,条湖南缘带呈现出多层系含油 、多类型油气藏共生 、两排构造带叠合连片成藏的趋势,展示出良好勘探前景 。三塘湖盆地是吐哈油田的重点探区,是吐哈未来发展最有利 、最现实的战略接替区域 。早在 2000 年,条 5 井的突破打破了荒原的沉寂,勘探人员信心百倍地部署条 7 井,但复杂的地下情况导致没有获得更多发现 。2006 年,在马朗凹陷马 17 井获得重大突破后,勘探人员再次将目光投向具有同样有利条件的条湖凹陷 。条湖南缘带构造复杂,勘探研究一波三折,研究人员坚持不懈地多次精细解释,条 17 井喷出工业油流,开启了条湖南缘勘探的新局面 。研究人员再接再厉,敢于 “走西口 ”:向西跨越一个大断层,又逐渐远离最有利的生烃地区 。勘探开发研究院勘探二所科研人员认真分析条湖南缘条湖组风化壳油藏 、芦草沟组碳酸盐岩油藏成藏条件及控藏要素,综合研究认为,这里地质条件仍然大有希望 。但是,山前逆掩推覆断层使地震资料品质大大降低,勘探风险明显增大,要从这样的资料中寻找准确的构造圈闭十分困难 。勘探人员对每一个断点都仔细落实 、对每一个高点都充分论证,通过几个月的不懈努力,最终在下湖构造带发现多个有利圈闭,优选下湖 1 号构造并部署了条 25 井 。开钻后,科研人员及时跟踪,针对钻探过程中的复杂情况,重新认识,及时提出对策作出调整 。条 25 井于今年 5 月 24 日顺利完钻,芦草沟组和条湖组均见到良好油气显示,其中对芦草沟组 3 052 ~ 3 063 前等待酸压改造 。条 25 井在钻进过程中,条湖组见到良好油气显示,中完解释见差油层 。勘探人员根据钻探新认识,重新认识构造,在条 25 井相邻的 3 号构造优化部署条 27 井 。目前,从承钻该井的 50548 队不断传来油气显示的好消息 。5 月 23 日完钻后,勘探公司迅速组织井下侧钻九队对 2 834~ 2 848 路人员冒酷暑 、战风沙,精心施工 。8 月 13 日,条 27 井抽汲获 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!第 16 卷 第 4 期 戴 林,等:煤层气井压裂注入工艺及其效果评价u, 34023, on on of of at is a of
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