韩城地区深/浅部煤层气开发地质条件与产能对比研究

作     者：刘彦飞 

作者单位：中国地质大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：汤达祯

授予年度：2016年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 082002[工学-油气田开发工程] 

主      题：韩城地区 深部煤层气 开发地质条件 产能 

摘      要：我国深部煤层气资源量巨大,勘探开发前景良好。为深入认识深部煤层气的开发地质条件、开发动态以及气井生产特征,论文以韩城矿区为研究对象,基于大量的煤层气勘探地质资料、样品测试资料和煤层气井排采数据,对研究区深/浅部煤层气井开发地质条件进行对比,深入探讨深/浅部煤层气开发动态差异,重点分析深/浅部煤层气井的生产特征和产能主控因素。具体成果与认识如下:随着煤层埋深增加地应力增大,当埋深达到1400m时,仍表现为σhmax﹥σv﹥σhmin,未出现应力转换;煤储层平均压力梯度7.73kPa/m,属欠压状态;地温随埋深增加线性增大,平均地温梯度2.79℃/100m;渗透率随埋深增加而降低,埋深大于1000m时储层渗透率多小于0.2md;含气量呈现先增大后减小变化规律,研究区最大含气量埋深范围为1000~1600m。降压解吸过程中,不同压力区间解吸效率明显不同,高压阶段,解吸效率较低,随储层压力降低,解吸效率逐渐提高;温度升高有利于解吸进行。随埋深增加,煤层中甲烷分子自由程减小,深部条件下甲烷分子发生Fick型扩散所需孔径变小,更多微孔中的甲烷分子能以Fick型方式扩散;煤样扩散实验表明:微孔和大孔扩散系数均随孔隙压力增加而增大。煤样渗流实验表明:温度一定时,渗透率随有效应力增高呈指数降低;围压相同时,渗透率随温度升高而衰减。浅部煤层气井的产能具有明显分区性,不同分区的井生产特征显著不同,中高产气井有规律地成区带分布;井的气水产出具有明显的负相关性,产气好的井产水量一般较低,产水量大的井产气量效果较差。与浅部井相比,深部井具有以下特征:排水期较长,日均产水量较低;排采初期产气增长缓慢,不稳定产气阶段持续时间较长;气井整体产气稳定性差、产量波动性强,总体产量较低。研究区边浅部平缓斜坡带,地应力低,煤层渗透性好,煤层气井产气量高;煤层埋深较大但局部构造曲率大的区域,裂隙系统发育,渗透率较高,也会出现中高产气井。总体上,产气好的区带大体沿本区裂隙的优势发育方向展布,而且随埋深的增加中高产气区带缩小。断层与水文条件的综合影响作用在局部区域显著,储层改造效果和排采制度对气井产能有重要影响。对于深部煤层气井,渗透率对产能的主控程度大大凸显,压裂改造效果对产能的影响也至关重要。