影响煤层气单井产量的关键因素分析课件

,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,1,影响煤层气单井产量的关键因素分析,-,以沁水盆地樊庄区块为例,2010,年中国煤层气学术研讨会,1影响煤层气单井产量的关键因素分析2010年中国煤层气学术研,2,前 言,随着国内煤层气产业化稳步推进，提高单井产量、实现效益开发逐渐成为煤层气开发工作的重点。沁水煤储层低孔、低渗的特点决定一般煤层气井未经储层改造无自然产能。目前采用直井压裂及羽状水平井技术扩大渗流通道,揭示影响煤层气单井产量的控制因素，是实现高效增产与排采的前提，成为煤层气开发阶段的关键之一。现将在樊庄区块单井产量控制因素进行初步总结，请教于各位专家,2前 言 随着国内煤层气产业化稳步推进，提高,3,生产概况,沁水盆地南部煤层气勘探开发形势图,截止,2010,年,8,月底，中石油樊庄区块分批投产直井累计,439,口，羽状水平井,45,口,3生产概况沁水盆地南部煤层气勘探开发形势图 截止201,4,直井：,稳定产气井,312,口，合计日产气量,52,万方，,5000,方以上,11,口，,2000-5000,方的产气井,82,口，单井平均日产气量,1650,方,樊庄区块直井产量曲线图,2,直井动态,4直井：稳定产气井312口，合计日产气量52万方，5000,5,按生产效果上看，,前四批直井排采,2-4,年，单井产量逐步稳定,第一、三批：产量上升比较缓慢，达到高峰时间较长,第二、四、五批：产量上升较快,樊庄区块不同投产批次单井平均日产气量曲线图,5按生产效果上看，前四批直井排采2-4年，单井产量逐步稳定樊,6,从生产特征上看，,排采曲线可归纳为,3,种类型,标准型：,水产量下降，气产量稳定上升,尖峰型：,气、水产量同时大幅度下降，恢复困难,产水型：,水产量持续较高，降压困难，气产量增加缓慢,樊庄区块,3,种典型生产曲线示意图,6从生产特征上看，排采曲线可归纳为3种类型樊庄区块3种典型生,7,1,号井排采曲线,2,号井排采曲线,标准型：,一般排采,1-1.5,年气达到产量高峰，日产气量,2000m,3,/d,以上的井多属于该类型,71号井排采曲线2号井排采曲线标准型：,8,3,号井排采曲线,4,号井排采曲线,次标准型：,气产量曲线形态较好，但日产气量多介于,1000-2000m,3,，约占产气井的一半,83号井排采曲线4号井排采曲线次标准型：,9,9,号井排采曲线,10,号井排采曲线,产水型：,水产量持续较高水平，液面下降困难，产气较少或基本不产气,99号井排采曲线10号井排采曲线产水型：,10,水平井：,稳定产气井,27,口，,10000,方以上产气井,6,口，合计日产气量,22,万方，日产水量,180,方，单井平均日产气量,8100,方,樊庄区块羽状水平井产量曲线图,3,水平井动态,10水平井：稳定产气井27口，10000方以上产气井6口，合,11,其中，,2009,年之前投产的,18,口水平井已经超过,1,年半，稳定产气,13,口，平均单井日产气量,1.24,万,m,3,，效果较好,11其中，2009年之前投产的18口水平井已经超过1年半，稳,12,影响单井产量的主要因素：,含气量、吸附饱和度、绝对渗透率、供给半径、相对渗透率及生产压差,，受地质条件、增产改造工艺及排采技术等综合影响,气相相对渗透率,生产压差,绝对渗透率,煤层厚度,供给半径,井筒半径,流体特性综合系数,含气量,吸附饱和度,12影响单井产量的主要因素：含气量、吸附饱和度、绝对渗透,13,1,直井,樊庄区块,2500m,3,/d,直井分布与含气量关系图,含气量、吸附饱和度：,2000m,3,/d,直井一般含气量,20m,3,/t,，吸附饱和度,75%,樊庄东部：,含气量不足,12m,3,/t,，饱和度仅,55%,，产气效果差,（,1,）地质条件优越是高产的基础,樊庄区块直井产量与吸附饱和度关系,131直井樊庄区块2500m3/d直井分布与含气量关系图,14,井号,含气量,m,3,/t,吸附饱和度,%,产气量,m,3,/d,备注,1,22.02,83.3,2130,无陷,落柱,2,18.6,81.4,1766,3,23.45,93.8,2355,4,15.73,69.6,600,靠近,陷落柱,5,10.5,49.5,140,6,11.5,54.9,350,7,13.85,63.5,400,陷落柱附近含气性及产量对照表,陷落柱附近煤层气井相对位置及产量对比图,靠近陷落柱的区域，煤层气散失严重，含气量、吸附饱和度下降，单井产量仅,140-600m,3,/d,，远低于邻区,2200m,3,/d,的平均单井产量,14井号含气量吸附饱和度产气量备注122.0283.3213,15,渗透率：,1500m,3,/d,的直井渗透率一般要求,0.3md,樊庄区块直井产量分布与渗透率关系图,15 渗透率：樊庄区块直井产量分布与渗透率关系图,16,分布规律：,稳定高产的直井一般分布在滞留水区域的构造翼部,鼻隆补给区：,产气快，衰竭快,向斜斜轴部承压区：,持续产水量高,樊庄区块高产井分布规律图,鼻隆,-,补给区：尖峰型,向斜轴部,-,承压区：产水型,16 分布规律：稳定高产的直井一般分布在滞留水区域的构造翼部,17,补给区：,强水动力条件，保存条件较差，煤层气易散失,承压区：,压力大，煤层气富集，产水量大，气体向浅翼部运移,滞留区：,翼部物性较好，气源充足、易于降压,地下水向深部运移,煤层气向浅部运移,煤层气构造翼部高产机制图,高产机制：,承压区：,富集不高产的困扰,补给区：,樊庄东部，,强烈水动力条件导致含气量、吸附饱和度下降，产气效果差,17补给区：强水动力条件，保存条件较差，煤层气易散失承压区：,18,优化井位部署启示：,调整均匀布井，采用构造翼部小井距、低部位承压区大井距，补给区不布井的方式,煤层海拔与产水量关系图,18 优化井位部署启示：煤层海拔与产水量关系图,19,（,2,）有效的水力压裂改造是高产的关键,压裂难点：,破胶难、伤害高,滤失高，易砂堵,缝高控制困难，近井筒多裂缝发育,应力差超过,4MPa,之后则缝高的控制作用明显,排量超过,5m,3,/min,对顶底板的穿透趋势更大,煤岩断裂韧性实验结果,19（2）有效的水力压裂改造是高产的关键 压裂难点：应力差超,20,从生产实际看，单井产量与压裂施工曲线有一定的对应关系。压裂施工曲线可分为：,稳定型、持续下降型、上升型（波动型）,1,）稳定型：,说明滤失小，造缝效率高，裂缝在煤层稳定延伸，压裂效果好。高产井的压裂曲线基本属于该类型,施工压力稳定，裂缝有效延伸，稳产产气,5563m,3,/d,，水,7m,3,20 从生产实际看，单井产量与压裂施工曲线有一定的对应关系。,21,压裂施工曲线分析：稳定型、持续下降型、上升型（波动型）,2,）持续下降型：,说明沟通了天然裂缝，增加滤失量。部分产水量大的井属于该类型,压裂施工压力不断下降，推测压穿上部砂岩层，导致水产量大于,20m,3,/d,，基本不产气,21 压裂施工曲线分析：稳定型、持续下降型、上升型（波动型）,22,压裂施工曲线分析：稳定型、持续下降型、上升型（波动型）,3,）上升型,/,波动型：,形成近井筒多裂缝，压裂液效率降低，支撑剂沉积过早，易砂堵，裂缝延伸较短。该类型的井降压范围较小，气产量下降较快,施工压力上升，近井筒堵塞，产气,589m,3,/d,，水,1.1-3.2m,3,22 压裂施工曲线分析：稳定型、持续下降型、上升型（波动型）,23,比较理想的压裂效果：,低伤害,-,优化压裂液体系,主裂缝延伸,100m,以上,-,优化压裂规模,近井筒缝网较简单,-,优化施工工艺,1,）压裂液体系：,活性水体系比较适合樊庄区块，冻胶有待进一步试验,不同压裂液体系的产气效果,不同压裂液体系的造缝能力,23 比较理想的压裂效果：不同压裂液体系的产气效果不同压裂液,24,2,）施工规模：,大液量,400-600m,3,、砂量,40m,3,比较适合樊庄区块,裂缝长度：,监测裂缝延伸,100m,以上，产气效果较好,加砂量与产气量关系图,监测裂缝长度与产气量关系图,242）施工规模：大液量400-600m3、砂量40m3比较,25,3,）施工工艺优化：,变排量施工：,前期,利于,控制缝高，后期利于输砂与形成有效缝网，降低多裂缝加砂风险,合理提升砂比：,铺砂均匀,逐渐增加支撑剂粒径：,初期细砂支撑微裂缝，尾追粗砂增加近井筒裂缝导流能力,可得到较理想的支撑剖面和裂缝导流能力,前置液阶段变排量,携砂液阶段变排量,变排量顶替,控制裂缝高度和滤失,冲散及携带沉降砂堤，提高砂比，有效支撑裂缝，降低砂堵风险,砂比提升、粒径增加,前期低起步,(2-3%),，克服近井多裂缝程度高而引发的砂比高敏感度,后期高砂比,(35-50%),、粗砂尾追提高裂缝导流能力,253）施工工艺优化：可得到较理想的支撑剖面和裂缝导流能力前,26,（,3,）科学的排采控制是高产的保障,排水生产过程中，随生产压差增大，有效应力增加，裂缝有效宽度和体积都将逐渐变窄和变小，渗透率降低。模拟实验表明，,应力敏感性导致渗透性下降,50,以上,同时，煤层气从煤基质内解吸出来，引起煤基质收缩，导致渗透率提高。,实验表明，沁水地区煤质较硬，煤基质收缩量小,生产压差,5MPa,时，应力敏感性导致累计产量减少,20%,8,6,4,2,0,压力变化煤样动态渗透率模拟结果,饱和吸附量,250ml,，开始解吸至,200ml,，横纵向应变很小，从,200ml,以后开始加大。可见煤基质收缩对渗透率影响较小,26（3）科学的排采控制是高产的保障排水生产过程中，随生产压,27,实际生产中，排采制度不科学导致强应力敏感性及煤粉堵塞，极大影响生产,煤粉爆发，气水产量下降，解堵后，气产量上升至,1300m,3,/d,27 实际生产中，排采制度不科学导致强应力敏感性及煤粉堵塞，,28,这就要求在煤层气藏的开发中，尤其对液量少的井，不要急于将井底压力下降的太多以获得较高的产量,因此，一味地的增大生产压差，会导致强烈的应力敏感性，永久伤害储层，应当合理应用煤层压力变化，,降低应力敏感对煤层渗透率的伤害，又尽可能地提高排水强度和效率，扩大有效压降范围,产气之前累计排出水,792,方，历时,203,天，若以,7-8,方,/,天的速度，可缩短到,100,天,28这就要求在煤层气藏的开发中，尤其对液量少的井，不要急于将,29,樊庄典型高产直井排采曲线,合理的排采制度：,降低应力敏感性,科学控制煤粉排出,排采三个阶段：,I,：初期快速降低液面，,提高排水效率，,至临界解吸压力以上及时回调工作制度,II,：出现两相流后微调，控制液面在解吸压力以上,20,米，,降低应力敏感性,III,：控制液面在煤层以上,10-20,米，套压稳定至,0.3MPa,0.6MPa,生产，,防止煤粉堵塞渗流通道,，小冲程、大冲次,三点控制：液面、套压、煤粉,29樊庄典型高产直井排采曲线合理的排采制度：,30,2,水平井,（,1,）煤层进尺、泄流面积,水平进尺,4000m,，产气效果好,分支形态展布不合理，产气效果差,3,号井与,4,、,5,号井地质条件、煤层进尺等差不多，但泄流面积不足,0.2km,2,，日产气仅,2000,方,井号,控制,面积,水平段,长度,日产气水平,1,0.1,1372,200,2,0.09,1195,0,3,0.16,3332,2000,4,0.36,3203,11000,5,0.29,4041,38000,地质条件及排采控制对水平井产量的影响与直井类似，主要探讨水平井改造的效果对产量的控制作用,N,煤层进尺与产量的关系,钻遇断层发育区，进尺不足,2000m,，最高日产气,200,方,302水平井（1）煤层进尺、泄流面积 水平进尺4000m,31,（,2,）分支产状,渗透率,1md,，分支产状对产量影响不明显,潘庄井组渗透性,1