深部煤层气地质条件特殊性与储层工程响应

作     者：陈世达 汤达祯 侯伟 李永洲 陶树 许浩 李松 唐淑玲 蒲一帆 张彬 Chen Shida;Tang Dazhen;Hou Wei;Li Yongzhou;Tao Shu;Xu Hao;Li Song;Tang Shuling;Pu Yifan;Zhang Bin

作者机构：中国地质大学(北京)能源学院北京100083 国家煤层气工程中心煤储层物性实验室北京100083 中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司北京100095 中石油煤层气有限责任公司北京100028 

出 版 物：《石油学报》 (Acta Petrolei Sinica)

年 卷 期：2023年第44卷第11期

页      面：1993-2006页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(No.42130802,No.42102206) 中国石油天然气股份有限公司攻关性应用性科技项目"深层煤层气成藏理论与效益开发技术研究"(2023ZZ18)资助 

主　　题：深部煤层气 地层环境 储层物性 可改造性 进展趋势 

摘      要：鄂尔多斯盆地东缘、新疆等地区中深部/深部煤层气的试采成功大大推进了中国深部煤层气的开发进程。为进一步推动深部煤层气的规模性高产,有必要依托当前钻探成果和开发实践动态,系统梳理深部地质条件的特殊性及其储层工程响应。研究结果表明,煤层气成藏关键参数的深度效应主要在于3方面:①埋深增大,温度场、压力场和应力场等地层环境参数的大小趋于增高、梯度趋于收敛,深部应力场类型发生转换、水平应力的各向异性减弱;②深部多为高饱和或超饱和气藏,游离气的工业开发价值大幅提升,但当前开采深度的高阶煤储层仍以吸附气为主;③深部高应力环境下煤岩自身组构因素被弱化,原位渗透率及力学性质趋于均质收敛,流体产出严重依赖于人工渗流通道。地层环境下,深部煤层水力裂缝扩展的水平定向性弱,变形破坏韧性增强,易形成由高而短的裂缝构成的复杂缝网,低排量施工面临裂缝生长受限、支撑性差等问题,压裂应保证在近井地带最大化地实现全方位体积改造,由压得开转向压得碎、撑得住;深部高饱和—超饱和的含气特点可保证投产初期的强地层能量和高渗透率优势得以充分利用,但只有降至一定压力节点后吸附气方可形成产能接替效应。研究认为,深部地质—工程一体化攻关研究应聚焦煤层气成藏运聚过程和不同相态气体富集的地质配置,探索地层环境下储渗系统优化改造技术和优化原理,明确排采诱导的煤储层相态再平衡过程、物性变化模式和产气规律,谋求地质条件、增产措施、排采管控和储量动用的最佳耦合。