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郑庄区块煤储层水力压裂裂缝扩展地质因素分析

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煤炭科学技术 2014年第7期42卷 98-102页

作者：陈杨姚艳斌崔金榜汤继丹喻鹏孙泽良中国地质大学(北京)煤层气国家工程中心北京100083 中国石油华北油田分公司河北任丘062552 中国石油天然气集团公司煤层气开采先导试验基地河北任丘062552

为了研究煤储层水力压裂裂缝扩展规律,以沁水盆地郑庄区块15口煤层气井水力压裂裂缝的微地震监测数据为基础,通过分析压后裂缝方位、长度和高度等参数,从煤岩学特征、岩石力学特征、地应力条件及煤岩裂隙发育特征4个方面综合研究了压裂... 详细信息

为了研究煤储层水力压裂裂缝扩展规律,以沁水盆地郑庄区块15口煤层气井水力压裂裂缝的微地震监测数据为基础,通过分析压后裂缝方位、长度和高度等参数,从煤岩学特征、岩石力学特征、地应力条件及煤岩裂隙发育特征4个方面综合研究了压裂裂缝扩展的地质控制因素。结果表明:郑庄区块区压裂裂缝方位近NEE向,与区域水平最大主应力方向相近,垂直裂缝发育;演化程度较高的煤层更易形成长缝,且煤岩显微组分含量与压后缝长有一定相关性;裂缝长度随煤岩抗拉强度及弹性模量的增大而减小,煤岩与顶底板岩石力学性质的差异限制了裂缝纵向扩展;随埋深增加,煤储层闭合应力增大,但裂缝长度与煤层埋深负相关性较弱,原生裂隙在一定程度上阻碍了裂缝扩展。

关键词：煤储层水力压裂裂缝扩展地质因素郑庄区块

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郑庄区块煤储层精细地质建模与有利区预测

郑庄区块煤储层精细地质建模与有利区预测

作者：黄陈成中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

沁水盆地南部郑庄区块二叠纪山西组的3号煤层是区内煤层气勘探开发的主力煤层。本文在94口探井和部分开发井的测井、试井资料以及540km2的三维地震资料的基础上,采用多属地震综合解释、构造建模及属性随机模拟的方法对研究区煤储层进行... 详细信息

沁水盆地南部郑庄区块二叠纪山西组的3号煤层是区内煤层气勘探开发的主力煤层。本文在94口探井和部分开发井的测井、试井资料以及540km2的三维地震资料的基础上,采用多属地震综合解释、构造建模及属性随机模拟的方法对研究区煤储层进行了精细构造解释三维地质建模等工作,揭示了储层物性在平面上的分布并进行了有利区预测。利用地震多属性综合解释技术对3号煤层的顶底面进行了精细构造解释。解释前对三维数据体进行了构造导向滤波、地震属性提取及“蚂蚁追踪”的解释性处理工作,通过制作合成记录对煤层顶底面进行层位标定,达到了对煤层中小断层、陷落柱的有效识别,共识别出大小断层493条,陷落柱21个。建立了基于曲率属性的构造煤预测模型,并对郑庄区块煤体结构进行了预测。计算了3号煤层顶面的多种构造曲率属性,利用曲率属性对局部构造进行了精细刻画。将高斯曲率及形态指数这两个参数与取芯井的煤体结构数据进行拟合,建立了基于曲率属性的构造煤预测模型。郑庄区块原生结构煤主要分布在区块西南部,碎裂煤的分布较为均匀,优势发育于研究区中部,而碎粒煤在研究区北部的褶皱构造区较为发育。运用Petrel软件对3号煤层进行了三维地质建模。在建立的构造模型中展示了煤层分布形态,检验了断层组合情况,预测了煤层气的埋深和煤厚分布。对构造模型进行网格剖分后,建立了研究区岩相及属性模型。运用序贯指示模拟的方法模拟了研究区的夹矸分布,并运用相控建模的思路随机模拟了煤储层孔隙度、含气量和渗透率的分布。结果表明含气量和孔隙度受夹矸分布控制较为明显,煤层孔隙度值介于0.64%-12.82%之间,平均为4.52%;含气量介于11.3m/t-30.8m/t之间,平均23.1m/t;渗透率在0.05md至0.39md之间,平均为0.14md,其分布与构造煤及煤层埋深有一定关系。在属性模拟的基础上综合煤层厚度等7个因素对研究区进行了有利区预测。采用灰色关联法分析了各因素与煤层气井日均产气量的相关性并计算了综合评价参数(E),将研究区划分为有利区(0.75≤E<1)、次有利区(0.5≤E<0.75)、非有利区(0.25≤E<0.5)和最不利区(0≤E<0.25)四类。

关键词：郑庄区块煤储层地震属性三维地质建模

煤层气开发地质单元划分及开发方式优化--以沁水盆地郑庄区块为例

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岩性油气藏 2016年第6期28卷 125-133页

作者：吴雅琴邵国良徐耀辉王乔刘振兴帅哲长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室武汉430100 中国石油华北油田分公司勘探开发研究院河北任丘062552

为了找出不同煤储层条件下煤层气的最优开发方式,结合静态地质资料与动态生产资料,利用数值模拟技术,对郑庄区块煤层气单井产能主控因素进行了分析,并对开发地质单元进行了划分及开发方式的优化。结果表明,区域性的单井产量差异是由于... 详细信息

为了找出不同煤储层条件下煤层气的最优开发方式,结合静态地质资料与动态生产资料,利用数值模拟技术,对郑庄区块煤层气单井产能主控因素进行了分析,并对开发地质单元进行了划分及开发方式的优化。结果表明,区域性的单井产量差异是由于水力压裂技术与煤储层地质特征不匹配造成的,单井产量受煤体结构、解吸压力及地应力等地质因素的控制;郑庄区块可划分为4类开发地质单元,其中Ⅰ类和Ⅱ类开发地质单元适合直井的开发方式,Ⅲ类和Ⅳ类开发地质单元适合多分支水平井的开发方式。Ⅰ类开发地质单元最优直井井距为280 m,单井具有2 000 m3/d以上的产气能力,收益率为10.8%,经济效益好;Ⅱ类开发地质单元最优直井井距为240 m,单井具有800~2 000 m3/d的产气能力,收益率为10.2%,经济效益较好;Ⅲ类开发地质单元最优分支间距为80 m,单井具有3 000 m3/d的产气能力,收益率为7.2%,经济效益较好;Ⅳ类开发地质单元最优分支间距为60 m,单井具有3 200 m3/d的产气能力,但收益率仅为3.1%,经济效益差,不具备投资价值,需等待工程技术提高后进行开发。

关键词：煤层气开发地质单元煤体结构解吸压力地应力郑庄区块沁水盆地

沁水盆地郑庄区块地应力发育特征及其地质意义

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煤炭科学技术 2017年第10期45卷 176-181,110页

作者：李叶朋申建杨春莉张金波中国矿业大学煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室江苏徐州221008 中国石油华北油田公司河北任丘062552

为研究地应力对煤层气开发的影响,基于水压致裂地应力测量方法,结合煤层气井试井、测井和水力压裂三维微地震监测资料,研究了郑庄区块16井次21层目的层段原位地应力发育规律。结果表明:(1)地应力场为典型的构造应力场类型,浅部以逆断层... 详细信息

为研究地应力对煤层气开发的影响,基于水压致裂地应力测量方法,结合煤层气井试井、测井和水力压裂三维微地震监测资料,研究了郑庄区块16井次21层目的层段原位地应力发育规律。结果表明:(1)地应力场为典型的构造应力场类型,浅部以逆断层和走滑断层应力机制组合类型为主,深部以正断层和走滑断层应力机制组合类型为主;(2)最大和最小水平主应力及垂向应力随埋深均呈线性增加趋势;(3)侧压系数位于Hoek-Brown包络线内,随埋深增加而降低且变化幅度逐步缩小;(4)最大水平主应力方位为NE-NEE向。一方面,现今地应力场方位与断裂构造产状的叠加影响了煤层气富集;另一方面,地应力增加导致渗透率呈指数式降低,而储层压力呈线性增加;2方面作用对煤层气高效开发产生了显著影响。

关键词：郑庄区块地应力场储层压力渗透率

郑庄与樊庄区块高煤阶煤层气开发差异及其主控因素分析

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中国矿业 2017年第4期26卷 114-120页

作者：赵锦程申建朱庆忠杨延辉杨艳磊中国矿业大学江苏徐州221116 中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司河北任丘062552

查明高煤阶煤层气开发差异的主控因素对于实现效益开发意义显著。基于沁水盆地南部郑庄和樊庄区块高煤阶煤层气井生产特点对比,首次提出了储层流体可疏降系数以反映流体在煤层中疏降能力,探讨了地质、储层和流体等因素对高煤阶煤层气井... 详细信息

查明高煤阶煤层气开发差异的主控因素对于实现效益开发意义显著。基于沁水盆地南部郑庄和樊庄区块高煤阶煤层气井生产特点对比,首次提出了储层流体可疏降系数以反映流体在煤层中疏降能力,探讨了地质、储层和流体等因素对高煤阶煤层气井气、水产出的差异控制并揭示了主控因素。结果显示:相对樊庄区块而言,郑庄区块煤层气井产气量低、产水总量大、解吸前排采时间长、气水产出比小,且地质和储层特点表现为地应力梯度高、地温梯度较高、煤厚较薄、煤层结构较复杂、裂隙较发育、渗透率较低、储层流体可疏降系数较小等。影响区块煤层气井产出差异的直接因素为渗透率和储层流体可疏降性,而控制渗透率的关键地质因素为地应力、控制储层流体可疏导性因素为煤储层本身特性。建议该区块有利区优选以寻找低地应力条件为主,针对高地应力区宜采取有利于地应力释放的储层改造措施。

关键词：樊庄区块郑庄区块煤层气开发差异主控因素地应力

沁水盆地郑庄区块煤层气开发对地下水环境的影响分析

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太原理工大学学报 2013年第4期44卷 427-430,451页

作者：郝宁康静文张凌云太原理工大学环境科学与工程学院太原030024 山西省生态环境研究中心太原030006

以沁水盆地郑庄区块煤层气开发为例,从水质和水量两方面研究了煤层气开采各阶段对地下水环境的影响特点。结果表明,钻井施工阶段,钻井液漏失会对地下水造成污染影响;压裂作业会破坏煤层的含水、隔水结构;煤层气排采阶段,抽排煤层水会疏... 详细信息

以沁水盆地郑庄区块煤层气开发为例,从水质和水量两方面研究了煤层气开采各阶段对地下水环境的影响特点。结果表明,钻井施工阶段,钻井液漏失会对地下水造成污染影响;压裂作业会破坏煤层的含水、隔水结构;煤层气排采阶段,抽排煤层水会疏干3号和15号煤层的充水含水层,最大影响半径分别为110m和130m,对第四系孔隙水含水层基本不会造成影响,破坏的区域地下水资源量为317×104 m3/a,占水资源总量的1.00%,占地下水资源量的1.87%。在采取优选钻井液、优化完井方式、加强施工管理和运行维护等措施后,可大大减轻煤层气开采对地下水环境的不利影响。

关键词：沁水盆地郑庄区块煤层气地下水环境影响

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沁水煤层气田郑庄区块二次压裂增产技术研究

煤炭科学技术 2016年第5期44卷 59-63页

作者：张建国刘忠姚红星张聪中国石油华北油田山西煤层气分公司山西晋城048000

郑庄区块投入开发后存在部分低产井,主因是首次压裂工艺技术不适应低渗透、复杂高阶煤储层特性所致,为了提高该区块开发效果,研究了与该区块煤储层特性相适应的二次压裂增产技术。通过开展煤储层特性判别、二次压裂增产机理研究、改变... 详细信息

郑庄区块投入开发后存在部分低产井,主因是首次压裂工艺技术不适应低渗透、复杂高阶煤储层特性所致,为了提高该区块开发效果,研究了与该区块煤储层特性相适应的二次压裂增产技术。通过开展煤储层特性判别、二次压裂增产机理研究、改变压裂施工思路等工作,建立了适应不同煤储层特性的4种增产技术,并进行了80口井的现场应用。应用结果表明:低渗透煤层、构造软煤、大裂隙煤层实施二次压裂增产技术后,形成了新的人工裂缝或人工缝网,煤储层渗透率得到改善,能够提高低产井产气量,单井平均日增气650 m^3/d以上,该技术解决了郑庄区块低产井问题,对同类型煤层气田提高开发效果提供了参考。

关键词：煤层气郑庄区块低渗透煤储层特性二次压裂人工缝网

沁水盆地郑庄区块3^#煤层裂隙发育情况预测

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矿业安全与环保 2012年第6期39卷 54-57页

作者：林然倪小明李梦溪河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 中国石油华北油田煤层气勘探开发分公司山西晋城048000

查明郑庄区块3#煤层裂隙发育情况是优化煤层气井位部署、提高煤层气井产能的重要保障。以郑庄区块3#煤层压裂资料为基础,根据水力压裂测量地应力原理得出该煤层最大、最小主应力,建立了煤层有效应力数学模型,得出煤层平均有效应力分布特... 详细信息

查明郑庄区块3#煤层裂隙发育情况是优化煤层气井位部署、提高煤层气井产能的重要保障。以郑庄区块3#煤层压裂资料为基础,根据水力压裂测量地应力原理得出该煤层最大、最小主应力,建立了煤层有效应力数学模型,得出煤层平均有效应力分布特征;根据不同煤体结构具有不同的测井响应特征,结合郑庄区块测井数据,对煤层进行统计分析,查明了煤层煤体变形特征;以煤层有效应力和煤体变形特征为评价指标,建立了3#煤层裂隙发育情况评价体系,并对裂隙发育情况进行了预测,现场测试结果与预测结果基本吻合。

关键词：有效应力煤体变形特征裂隙发育情况郑庄区块

氮气泡沫技术在郑庄区块水平井解堵的实践认识

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煤矿安全 2018年第1期49卷 160-163页

作者：赵武鹏朱碧云袁延耿钱洋友中国石油华北油田山西煤层气分公司山西晋城048000

随着排采过程的持续进行,由于水平段井眼堵塞而导致低产的问题在郑庄区块水平井上越来越严重。尝试采用氮气泡沫技术解决水平段井眼堵塞的问题,探讨该技术在郑庄区块的适用性。实践认为:由于郑庄区块储层物性条件差,渗透率较低,氮气泡... 详细信息

随着排采过程的持续进行,由于水平段井眼堵塞而导致低产的问题在郑庄区块水平井上越来越严重。尝试采用氮气泡沫技术解决水平段井眼堵塞的问题,探讨该技术在郑庄区块的适用性。实践认为:由于郑庄区块储层物性条件差,渗透率较低,氮气泡沫在堵塞的水平段井眼内向前推进以及向地面返排堵塞物时会遭遇巨大阻力,影响解堵效果。裸眼完井的水平井由于无法承受井下压力激动引起的煤层垮塌,导致水平段堵塞程度加剧,所以并不适合采用氮气泡沫技术解决水平段井眼堵塞的问题。玻璃钢筛管完井的水平井可以避免水平段煤层垮塌的问题,针对储层渗透率低的不利情况,提出先氮气扩孔、疏通井眼,后氮气泡沫解堵的新思路,现场应用效果显著。

关键词：郑庄区块氮气泡沫水平段堵塞裸眼完井筛管完井氮气扩孔