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韩城区块煤层气井顶板控底重复压裂技术研究与应用

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中国科技论文 2024年第1期19卷 33-42,49页

作者：王伟魏振吉季亮张旺张正朝赵海峰中石油煤层气公司韩城采气管理区陕西韩城715400 中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司北京100094 中石油煤层气有限责任公司北京100028 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249

针对鄂尔多斯盆地韩城区块碎软煤层气老井采用常规重复压裂技术效果不佳的难题,以X井为研究对象,分析了初次压裂改造效果及剩余气产能特征,结合二次加砂与顶板压裂,提出顶板控底重复压裂技术。利用实验与数值模拟软件优化施工参数,优选... 详细信息

针对鄂尔多斯盆地韩城区块碎软煤层气老井采用常规重复压裂技术效果不佳的难题,以X井为研究对象,分析了初次压裂改造效果及剩余气产能特征,结合二次加砂与顶板压裂,提出顶板控底重复压裂技术。利用实验与数值模拟软件优化施工参数,优选100目石英砂控底并暂堵老缝、40/70目+20/40目石英砂支撑新缝的三级加砂工艺,优化射孔位置为距煤层顶部3~5 m,施工排量为9 m^(3)/min,平均加砂比例为9%,形成增大储层改造体积、提高储层动用程度的顶板控底重复压裂技术。在X井进行现场试验,重复压裂后新增产气量268.1万m^(3),累计应用18口井,平均单井日产气量增加1 210.42 m^(3),有效解决了碎软煤层气老井重复压裂改造效果差的问题,可以满足煤层气老井二次开发及压裂作业降本增效的需求,具有良好的推广应用价值。

关键词：煤层气韩城区块碎软煤层老井重复压裂支撑剂暂堵

韩城区块煤层气井二次改造工艺优化及现场试验

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石油钻探技术 2022年第3期50卷 92-98页

作者：梁智飞刘长松甄怀宾赵海峰王成旺中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中石油煤层气有限责任公司北京100028 中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司北京100095

韩城区块煤层气井产能尚未完全释放,无法支撑长期稳产和高产。为进一步优化煤储层二次改造工艺,改造低产能煤层气井,提高煤层气单井产量,在剖析该区块地质特征的基础上,分析了常规二次压裂工艺试验井的低产原因。针对二次改造施工过程... 详细信息

韩城区块煤层气井产能尚未完全释放,无法支撑长期稳产和高产。为进一步优化煤储层二次改造工艺,改造低产能煤层气井,提高煤层气单井产量,在剖析该区块地质特征的基础上,分析了常规二次压裂工艺试验井的低产原因。针对二次改造施工过程中的工艺缺陷及技术难题,以解决“煤粉堵塞裂缝+新裂缝延伸距离有限”为主要目标,形成了“酸化+暂堵”复合二次改造工艺,并在3口井进行了现场试验。采用复合二次改造新工艺后,试验井J4井平均产气量为3 765.6 m^(3)/d,产量提升明显,裂缝改造体积较为理想;J5井、J6井恢复生产能力,且上产潜力较大。研究结果表明,复合二次改造新工艺在低产能煤层气井应用效果较好,可为相同地质背景条件下的煤层气老井改造提供技术借鉴。

关键词：煤层气井二次压裂酸化解堵暂堵工艺韩城区块

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韩城区块西北部三维地应力场反演分析

煤矿安全 2023年第10期54卷 16-23页

作者：赵海峰杨昌增冯堃甄怀宾中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中国石油塔里木油田分公司新疆库尔勒841901 中石油煤层气有限责任公司北京100028 中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司北京100095

为改善当前地应力场研究对经验公式的依赖现状,以韩城区块地质条件为背景,提出了通过有限元反演回归计算地应力的方法,根据韩城区块的地质概况建立起较为精确的三维地质模型,以现场水压致裂法所测得的地应力实测资料为基础,采用三维有... 详细信息

为改善当前地应力场研究对经验公式的依赖现状,以韩城区块地质条件为背景,提出了通过有限元反演回归计算地应力的方法,根据韩城区块的地质概况建立起较为精确的三维地质模型,以现场水压致裂法所测得的地应力实测资料为基础,采用三维有限元回归分析法拟合实测数据,得到研究区的地应力场分布规律。研究结果表明:煤层三向应力从大到小依次为垂向应力、水平最大主应力、水平最小主应力;煤层的整体应力差处于2~4 MPa之间,在北西部存在较大应力差;煤层整体的应力方向趋势呈北偏东45°;误差大小不超过20%,能够满足工程实际的要求。

关键词：地应力场水压致裂法多元线性回归韩城区块煤层气

韩城区块11号煤层三维地应力场反演及应用研究

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韩城区块11号煤层三维地应力场反演及应用研究

作者：杨昌增中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

煤层地应力状态是控制水力裂缝扩展的主控因素之一,地应力控制着压裂裂缝从起裂、扩展及延伸的整个过程。因此,准确评价现今应力场的状态,对煤层气新井压裂方案优化、老井二次改造及井网开发方式部署均存在至关重要作用。本文首先对地... 详细信息

煤层地应力状态是控制水力裂缝扩展的主控因素之一,地应力控制着压裂裂缝从起裂、扩展及延伸的整个过程。因此,准确评价现今应力场的状态,对煤层气新井压裂方案优化、老井二次改造及井网开发方式部署均存在至关重要作用。本文首先对地应力数值模拟、水力压裂数值模拟等相关国内外研究进行罗列、归纳并总结,分析了目前研究存在的不足,并提出了本文的研究思路。以韩城区块11号煤层为研究对象,通过室内岩心实验和测井资料分析获得静态和动态的弹性模量、泊松比等岩石力学参数,经计算得到研究区三维岩石力学参数的空间分布。基于测井资料和分层数据,建立起研究区的三维地质模型,以煤层割理的发育特点为依据,建立起煤层的割理概念模型。采用多元线性回归方法并结合研究区块地质特征进行现今三维地应力场反演,并分析应力场分布规律。以现今地应力场状态和压裂施工资料为依据,应用地应力反演软件进行水平井水力压裂裂缝扩展模拟,分析了压裂过程中水平地应力场的变化规律并进行段间距优化研究。基于现场压裂监测结果进行了微地震分析,对压裂结果与模拟结果进行了对比研究,并以此为依据探究水力压裂形成的裂缝网络的影响范围。研究结果表明:(1)研究区内煤层的水平最大、最小和垂向应力的大小均随深度的增加而增大,其中垂向应力分布在20～26MPa之间;最大水平主应力分布在14～20MPa之间;最小水平主应力分布在10～18MPa之间;煤层的水平应力差处于1～5MPa之间;煤层的最大主应力的优势方向为N45°E。(2)水力裂缝在延伸过程中,附近的水平最大主应力相较于原地应力有2～10MPa的提升,最大水平主应力与最小水平主应力变化趋势表现出一致性。从裂缝的开启和延伸情况来看,段间距设置为65m时,所有射孔簇都能够正常起裂,且扩展较为充分;从微地震点的分析得出水力压裂形成的裂缝网络的影响范围介于103m～163m之间。

关键词：韩城区块煤层气 11号煤层地应力反演段间距优化

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韩城区块煤层气直井产能数值模拟研究

韩城区块煤层气直井产能数值模拟研究

作者：梁海杰中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

韩城区块煤层气是我国中—高阶煤层气主要的开采地区,也是鄂尔多斯东南部地区规模开采最早的区块之一。由于煤层地质条件复杂且具有低压低渗的特征,在工程技术上移植效果差,整体开发难度大,不同井产能差异明显。为此,针对特定区块开展... 详细信息

韩城区块煤层气是我国中—高阶煤层气主要的开采地区,也是鄂尔多斯东南部地区规模开采最早的区块之一。由于煤层地质条件复杂且具有低压低渗的特征,在工程技术上移植效果差,整体开发难度大,不同井产能差异明显。为此,针对特定区块开展数值模拟分析,研究影响产能的主要因素,确定合理的排采制度和井网间距尤为必要。本文基于韩城区块复杂的地质条件,针对煤层气排采过程中煤储层“变形场—扩散场—渗流场”的耦合关系,考虑储层渗透率各向异性和欠饱和气藏特征,通过煤体变形控制方程、煤基质气体扩散控制方程和煤裂隙中两相流体流动控制方程,构建煤储层双重孔隙介质的气—水两相流固耦合数学模型。利用COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件进行模型求解,通过对研究区的两口典型直井进行现场生产数据对比,验证了该模型的准确合理性。基于模拟结果分析垂直井的储层压力、渗透率、含水饱和度的变化特征规律。探讨了不同初始含水饱和度、初始渗透率、临储比、兰氏体积等储层参数对煤层气产能、储层压力和渗透率比值的影响规律,并采用正交试验法得到影响煤层气垂直井产能主要因素为煤层的初始渗透率、临储比、初始含水饱和度和兰氏应变常数。最后基于该模型研究分析了研究区不同降压速率和井网间距对产能的影响规律,通过对比分析确定韩城研究区块最优降压速率为0.01 MPa/d,梅花形井网的最优井间距为248 m×303 m。

关键词：韩城区块煤层气数值模拟流固耦合产能影响因素

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韩城区块煤层气井产出煤粉特征及主控因素

煤炭学报 2013年第8期38卷 1424-1429页

作者：魏迎春曹代勇袁远朱学申姚征周济中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

煤层气排采过程中的煤粉问题是制约煤层气井产能的主控因素之一,为了揭示煤粉的产出机理和查明煤粉的来源,以韩城区块为实验区,通过现场观测和描述,采用透光显微镜、激光粒度测试仪、X射线衍射和反射偏光显微镜,从浓度、粒度、成分等方... 详细信息

煤层气排采过程中的煤粉问题是制约煤层气井产能的主控因素之一,为了揭示煤粉的产出机理和查明煤粉的来源,以韩城区块为实验区,通过现场观测和描述,采用透光显微镜、激光粒度测试仪、X射线衍射和反射偏光显微镜,从浓度、粒度、成分等方面对煤层气排采中产出的煤粉特征进行分析,结合煤层气主力开发煤层特征,指出了煤粉产出的主控因素有井型、完井工艺、排采制度、煤岩特征、煤体结构和煤层结构等,而煤体结构(构造破坏)是煤粉产出的首要控制因素。

关键词：韩城区块煤层气排采煤粉特征主控因素

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韩城区块煤体结构分布规律及射孔优化方法

煤炭学报 2017年第S1期42卷 209-214页

作者：边利恒熊先钺王伟任勇刘琦中石油煤层气有限责任公司北京100028

韩城区块煤层受多期构造破坏影响,煤体结构复杂,目前对煤体结构分布规律认识不足。为此,利用岩芯资料、测井信息等对煤体结构进行了测井评价识别,并研究了煤体结构分布规律,在此基础上分析了不同煤体结构的压裂效果。结果表明:煤体结构... 详细信息

韩城区块煤层受多期构造破坏影响,煤体结构复杂,目前对煤体结构分布规律认识不足。为此,利用岩芯资料、测井信息等对煤体结构进行了测井评价识别,并研究了煤体结构分布规律,在此基础上分析了不同煤体结构的压裂效果。结果表明:煤体结构测井响应的敏感因子主要是井径和自然伽马;山西组5号煤层煤体结构以碎粒煤和碎裂煤为主;压裂射孔时,减少碎粒煤射开厚度,能提高煤层压裂效果。

关键词：煤体结构分布规律射孔优化压裂韩城区块

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韩城区块煤储层间接压裂地质主控因素研究

煤炭科学技术 2017年第6期45卷 189-195页

作者：熊先钺边利恒王伟王社民王禾苗张颖千少聪中石油煤层气有限责任公司北京100028 学大教育集团西安分公司陕西西安710054

为解决间接压裂技术在韩城区块适应性问题,采用控制变量法对影响间接压裂产气量的地质因素进行了定量研究,提出了在相同的条件下,增大射开顶板比例可在一定程度上提高间接压裂的改造效果。研究结果表明:影响间接压裂效果的地质主控因素... 详细信息

为解决间接压裂技术在韩城区块适应性问题,采用控制变量法对影响间接压裂产气量的地质因素进行了定量研究,提出了在相同的条件下,增大射开顶板比例可在一定程度上提高间接压裂的改造效果。研究结果表明:影响间接压裂效果的地质主控因素为煤层顶板特性和煤体结构,其中当顶板为砂岩时,影响间接压裂效果的主要因素依次为层理、沉积韵律、泥质夹层、天然裂隙和砂体含水性;顶板为泥岩时,脆性指数的大小影响着间接压裂的改造效果,泥岩脆性指数大于40时,间接压裂对于增产才有效。而煤体结构对间接压裂的影响主要表现在:煤体结构越破碎,人工裂缝越不容易在煤层中延伸,且排采过程中更易产出煤粉,导致间接压裂增产效果变差。

关键词：韩城区块煤储层间接压裂主控因素顶板岩性煤体结构

SEC储量动态评估方法在煤层气田中的应用——以鄂尔多斯盆地韩城区块为例

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煤田地质与勘探 2019年第3期47卷 105-108,116页

作者：伊伟熊先钺曹毅民丁蓉中石油煤层气有限责任公司

目前,煤层气田的SEC储量评估均采用动态评估法,在评估过程中存在参数取值多样化、计算结果不一致等问题,为了解决这个问题,以鄂尔多斯盆地韩城区块为例,综合运用一系列与煤层气的生产特点相适应的评估方法,优化各种参数,总结递减规律。... 详细信息

目前,煤层气田的SEC储量评估均采用动态评估法,在评估过程中存在参数取值多样化、计算结果不一致等问题,为了解决这个问题,以鄂尔多斯盆地韩城区块为例,综合运用一系列与煤层气的生产特点相适应的评估方法,优化各种参数,总结递减规律。研究结果表明:根据构造和地质条件划分地质单元,在此基础上按照开发效果划分评估单元能够客观合理地分析煤层气田的递减规律;综合运用指数递减、双曲递减、调和递减等动态储量递减方法建立典型曲线,可以用来检验储量评估结果的合理性;对于一个单元进行储量评估过程中,递减率的取值要充分考虑后期增产措施的影响。

关键词：产量归一化动态评估静态评估 SEC储量韩城区块