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煤层气L型水平井防窜气排采控制方法研究

煤田地质与勘探 2024年第5期52卷 77-87页

作者：刘展张群霞耿宇欣罗丹王铭刚中国石油华北油田公司山西煤层勘探开发分公司山西长治046000

煤层气采用L型水平井开发,可使单井稳产气量达到8000m^(3)/d以上,但由于L型水平井无沉砂口袋,无法靠重力实现气、水自然分离,易发生油管窜气,导致泵效大幅下降,制约进一步排水降压。前期通过优化排采举升工艺,油管窜气现象得到了一定缓... 详细信息

煤层气采用L型水平井开发,可使单井稳产气量达到8000m^(3)/d以上,但由于L型水平井无沉砂口袋,无法靠重力实现气、水自然分离,易发生油管窜气,导致泵效大幅下降,制约进一步排水降压。前期通过优化排采举升工艺,油管窜气现象得到了一定缓解,但对低流压产气井和高流压产气井的治理效果仍然不理想。以沁水盆地樊庄-郑庄区块L型水平井为例,通过研究分析56口发生油管窜气井的气、水变化规律,建立了窜气严重程度评价指标,利用灰色关联度法找出影响油管窜气的主控因素,明确产生油管窜气的原因,并在优化排采制度方面提出了2种防治油管窜气的方法。结果表明:井筒环空的液柱高度是引发油管窜气的先决条件,油管窜气随液柱高度降低突然发生,当液柱高度大于75m时,出水口不窜气或以轻、中度窜气为主;当液柱高度小于75m时,以重度窜气为主,且发生窜气后其窜气程度随液柱高度的降低呈指数增大。气液比是影响窜气程度大小的关键因素,且窜气程度随气液比的增大呈对数增大,当气液比小于30时,以轻度和中度窜气为主,当气液比大于30时,以重度窜气为主。通过控制恒定高套压,采取“控压排水”法,可有效提高泵吸入口附近两相流的持液率;通过控制日产气量,采取“控产排水”法,将泵吸入口附近的气液比降低至30以下,可有效降低油管窜气程度。在此基础上,结合防窜气排采举升工艺,最终实现油管窜气的标本兼治。

关键词：煤层气 L型水平井油管窜气液柱高度气液比樊庄-郑庄区块沁水盆地

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蠡县斜坡沙一下亚段混积特征及其控储效应

沉积学报 2024年

作者：薛辉肖博雅许梦婷亢品叶大帅张瑞雪郭悦苗汤小琪韩春元中国石油华北油田分公司勘探开发研究院中国石油华北油田分公司第五采油厂

【目的】蠡县斜坡沙一下亚段混合沉积广泛发育，明确混积特征及其控储效应对确定下一步勘探开发目标具有重要意义。【方法】综合利用岩心、薄片、测井、地震及分析测试等资料，对沙一下亚段混合沉积类型、分布规律、控制因素、沉积模式... 详细信息

【目的】蠡县斜坡沙一下亚段混合沉积广泛发育，明确混积特征及其控储效应对确定下一步勘探开发目标具有重要意义。【方法】综合利用岩心、薄片、测井、地震及分析测试等资料，对沙一下亚段混合沉积类型、分布规律、控制因素、沉积模式及优质储层形成机理进行研究。【结果】沙一下亚段存在混积岩和混积层系2种岩石类型，发育混积砂岩类、混积碳酸盐岩类和混积泥岩类3大类、6小类混积岩，存在陆源碎屑岩—碳酸盐岩层系、陆源碎屑岩—混积岩层系、碳酸盐岩—混积岩层系、混积岩—混积岩层系4种组合、16种类型；发育三角洲前缘、滨浅湖、半深湖3种混积亚相、8种混积微相，混合沉积在横向上相变较快，纵向上多类型岩石频繁叠置，平面上各小层沉积特征差异性明显，发育低水位期和高水位期两种混合沉积模式；混合沉积受气候及水体环境、构造背景及古地貌、物源供给条件、湖平面升降等因素共同控制；高能相带发育的砂质滩坝和碳酸盐岩滩坝是有利的混积微相，封闭咸化水体环境控制优质储层的形成和展布，沉积旋回控制优质储层的发育程度和分布位置。【结论】西南部古地貌高地发育的混积型滩坝是有利的勘探目标。

关键词：混合沉积分布规律控制因素沉积模式控储效应沙一下亚段蠡县斜坡

郑庄北中深部煤层气水平井产能影响因素及开发技术优化

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煤田地质与勘探 2024年第6期52卷 21-32页

作者：张聪李可心贾慧敏张武昌杨瑞强李俊王琪侯伟明中国石油华北油田山西煤层气勘探开发分公司山西长治046000 中国石油渤海钻探工程有限公司第二录井分公司河北任丘062550

【目的】沁水盆地郑庄北中深部煤层气早期采用压裂直井开发,整体表现为低产低效。采用单支套管压裂水平井开发后,单井产量达到直井的10~50倍,目前已成为主体开发井型,但各井产量差异较大。为明确郑庄北中深部煤层气分段压裂水平井产能... 详细信息

【目的】沁水盆地郑庄北中深部煤层气早期采用压裂直井开发,整体表现为低产低效。采用单支套管压裂水平井开发后,单井产量达到直井的10~50倍,目前已成为主体开发井型,但各井产量差异较大。为明确郑庄北中深部煤层气分段压裂水平井产能影响因素,改善开发效果。【方法】基于郑庄北部水平井开发实践,结合地质特征与工程参数,分析了中深部煤层气水平井产能的主控因素,并针对性提出实现中深部水平井高效开发的建议。【结果和结论】结果表明:单支套管压裂水平井产能受地质和工程因素综合影响。地质条件下,中深部储层含气饱和度明显高于浅部储层,整体资源富集;高产井主要分布在构造曲率较小的平缓区域内;原生煤层射孔段数与水平井产气效果呈正相关关系;研究区水平主应力差介于8~16 MPa,且随埋深增加而增大,无法形成复杂缝网是导致前期产气效果差的原因。工程条件上,当井眼轨迹方位与最大水平主应力方位夹角为60°~90°时产气效果最好,井平均稳产气量可达到9 700 m^(3)/d;水平段越长,煤层稳产气量越高;采用泵送桥塞射孔压裂方式的水平井产气效果明显优于油管压裂方式,稳产气量随压裂规模增加而显著提高,压裂参数中施工排量对改造效果的控制作用显著,当排量<7 m^(3)/min时,水平井稳产气量整体小于2 000m^(3)/d;当排量增大到8~10 m^(3)/min时,稳产气量逐渐增高;当排量保持在10~12 m^(3)/min,稳产气量持续稳定在10 000~12 000 m^(3)/d;当排量提高到16~18 m^(3)/min时,稳产气量突破18 000 m^(3)/d。最后,优选含气性、构造曲率、煤体结构、地应力等地质参数与水平段长度、压裂段数、单段压裂液量、单段压裂砂量、施工排量、砂比等工程参数,通过灰色关联法分析了中深部水平井产能主控因素。结果表明煤体结构和压裂规模是影响水平井产能的主要因素。提高原生煤层钻遇率与选点效率以及进一步提升施工排量及压裂规模是实现研究区中深部煤层压裂水平井更高产能的主要途径。

关键词：沁水盆地郑庄北部中深部煤层气压裂水平井压裂规模施工排量

丛式井勘探开发集约解决单井场运行成本高难题

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石油钻采工艺 2024年第2期46卷 164-174,188页

作者：刘易中国石油华北油田分公司河北任丘062552

丛式井场在减少土地占用、降低生态环境影响方面优势突显,但丛式井自身易偏磨、碰撞控制要求高、后期运维成本高和投产节奏慢等特点影响其持续推广。为此,综合平台设计、数智化提效、新能源节能以及钻完井方式及相关运行费用等多方面要... 详细信息

丛式井场在减少土地占用、降低生态环境影响方面优势突显,但丛式井自身易偏磨、碰撞控制要求高、后期运维成本高和投产节奏慢等特点影响其持续推广。为此,综合平台设计、数智化提效、新能源节能以及钻完井方式及相关运行费用等多方面要求,对丛式井是否可以降低井场运行成本、提高运行效率进行充分论证。对单井开发井场、1台钻机2口井丛式井场、1台钻机5口井丛式井场等3种设计方案的钻前土地及地面施工费用、钻井阶段费用和后期运维管理成本进行了对比,5口井丛式井场钻前费用投入较单井开发井场可节约600万元以上;2口井丛式井场相同周期累计产量最高;5口井丛式井场运行效率高于2口井丛式井场;因丛式井场高度集成化的特点,采取集约化管理模式,可进一步降本增效。丛式井场不仅很好应对了当前油田征地困难的问题,还降低了环保风险,约可节约综合投资3%左右,实现油气田高效益、高质量开发。

关键词：工程技术丛式井场土地使用临时用地经济效益

临河坳陷北部古近系临河组超深层油气藏形成条件与勘探前景

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中国石油勘探 2024年第1期29卷 119-129页

作者：张锐锋陈树光冯广业师玉雷胡延旭孙瑞娜万照飞武函田思思张宇飞汪关妹周然然罗玉财王孝超张晰蒙中国石油华北油田公司中国石油油气和新能源分公司中国石油集团东方地球物理公司华北研究中心中国石油集团测井有限公司院士工作站

近年来,通过加大深层—超深层碎屑岩晚期油气成藏地质认识研究,在河套盆地临河坳陷实现了超深层碎屑岩油气勘探的重大发现。基于对临河坳陷古近系烃源岩热模拟、钻录试井资料及成储成藏演化分析,主要形成3点地质认识:(1)临河坳陷北部古... 详细信息

近年来,通过加大深层—超深层碎屑岩晚期油气成藏地质认识研究,在河套盆地临河坳陷实现了超深层碎屑岩油气勘探的重大发现。基于对临河坳陷古近系烃源岩热模拟、钻录试井资料及成储成藏演化分析,主要形成3点地质认识:(1)临河坳陷北部古近系发育富含树脂体(陆源)和藻类体(水生)的优质烃源岩,该烃源岩在低演化阶段开始大量生排烃,具有生烃强度大、生烃窗口宽的特点,淖西洼槽带超深层热演化程度相对较高,油气资源潜力大;(2)发育远源水浅坡缓大型辫状河三角洲沉积,砂体广覆式分布,受低地温、晚深埋、高石英含量、弱压实、弱胶结等弱成岩因素影响,形成了以弱成岩保孔主导、叠加后生超高压改造扩缝的成储新机制,储层物性好,极大拓展了超深层油气勘探空间;(3)生烃期早充注、持续沉降深埋热演化、加速生排烃和持续充注形成过饱和与超高压油气藏,而超高压一旦超过储源交互体破裂压力,形成缝孔连通、源储同聚、连续型大面积展布的常规油气成藏新认识,有力提高了超深层常规油气藏勘探潜力。临河坳陷北部古近系临河组超深层油气成藏条件优越,有利勘探区规模大,展现了良好的勘探前景,同时进一步丰富了超深层碎屑岩晚期油气成藏理论认识,对类似盆地尤其是万米超深层的源内勘探具有重要指导意义。

关键词：临河坳陷古近系超深层超高压千吨井

不同基属重油加氢改质与沥青质超分子缔合体解构

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石油学报（石油加工） 2024年第5期40卷 1364-1372页

作者：张宸玮方东金翔许顺年张亚红王刚中国石油大学(北京)重质油全国重点实验室北京102249 中国石油华北石化分公司河北任丘062552

沥青质缔合体是重油中的超分子结构,对其进行加氢解构是重质油改质的关键。将石蜡基华北重油和中间基巴士拉重油进行加氢改质反应,采用正庚烷对加氢改质前后的重油样品分离沥青质,考察沥青质似晶缔合体的加氢解构程度以及沥青质平均分... 详细信息

沥青质缔合体是重油中的超分子结构,对其进行加氢解构是重质油改质的关键。将石蜡基华北重油和中间基巴士拉重油进行加氢改质反应,采用正庚烷对加氢改质前后的重油样品分离沥青质,考察沥青质似晶缔合体的加氢解构程度以及沥青质平均分子结构的变化规律。研究表明:受沥青质超分子结构转化性能的影响,华北重油中金属(Ni和V)、残炭、氮、硫等杂质脱除率分别比巴士拉重油低14.6、18.7、8.8和1.1百分点;受单元片层烷基侧链所形成的空间位阻的影响,华北重油沥青质似晶缔合体的转化率比巴士拉重油低8.34百分点;受单元片层中多环芳烃饱和与杂原子脱除效率的影响,加氢过程中华北重油沥青质缩合度的增幅比巴士拉重油高5.4百分点,因此华北重油次生沥青质中的杂质浓集程度更高。

关键词：重油加氢沥青质解构平均分子结构超分子缔合体杂质脱除率

二连盆地阿南凹陷白垩系凝灰岩类储层特征及有利区分布

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岩性油气藏 2024年第6期 135-148页

作者：肖博雅中国石油华北油田分公司勘探开发研究院

阿南凹陷白垩系腾一下亚段凝灰岩类储层是近年来二连盆地致密油勘探的重点领域。通过岩心观察、薄片鉴定、储层物性分析及X-衍射分析等，采用高压压汞、氮气吸附、场发射电镜、CT扫描等实验方法，分析了二连盆地阿南凹陷白垩系凝灰岩类... 详细信息

阿南凹陷白垩系腾一下亚段凝灰岩类储层是近年来二连盆地致密油勘探的重点领域。通过岩心观察、薄片鉴定、储层物性分析及X-衍射分析等，采用高压压汞、氮气吸附、场发射电镜、CT扫描等实验方法，分析了二连盆地阿南凹陷白垩系凝灰岩类储层的岩性、物性、储集空间类型和孔隙结构特征，结合有利储层形成机制预测了有利储层发育区。研究结果表明：(1)二连盆地阿南凹陷白垩系腾一下亚段发育凝灰岩、沉凝灰岩、凝灰质泥岩、凝灰质（粉）砂岩4种凝灰岩类。(2)研究区凝灰岩类储层物性变化范围较大，平均孔隙度为4.88%，其中超低孔、特低孔的样品数占比为83.6%，平均渗透率为0.067 mD，整体属于超低孔、超低渗储层。凝灰岩主要发育溶蚀孔和脱玻化孔，呈“立体”网络孔隙结构，以介孔、宏孔为主，储层物性最好；凝灰质（粉）砂岩主要发育溶蚀孔和粒间孔，具有微细孔—微喉孔隙结构，介孔发育，储层物性较好；沉凝灰岩和凝灰质泥岩主要发育溶蚀孔、晶间孔和微裂缝，多发育孤立型孔隙结构，以介孔为主，储层物性较差。(3)研究区凝灰岩类优质储层受沉积作用、成岩作用和构造作用共同控制，沉积作用为优质储层形成提供了物质基础，控制了储层的形成和分布；压实作用和胶结作用降低了储层物性，白云岩化和脱玻化作用改善了储集性能；溶蚀作用是有效储层形成的关键，对物性改善具有积极作用。(4)研究区发育Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ类凝灰岩类储层，Ⅰ类储层集中分布在洼槽区，Ⅱ类储层沿西部缓坡呈条带状分布，Ⅲ类储层分布范围最广。其中A43东、A27北、H16西和A11西南等区块发育的Ⅰ类储层是下一步凝灰岩类致密油勘探的有利区带。

关键词：凝灰岩类致密油储层超低孔超低渗储层溶蚀作用洼槽区腾格尔组白垩系阿南凹陷二连盆地

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沁水盆地南部煤层气水平井射孔优化

新疆石油地质 2024年第5期45卷 581-589页

作者：李可心张聪李俊刘春春杨瑞强张武昌李邵楠任智剑中国石油华北油田分公司山西煤层气勘探开发分公司山西长治046000 中国石油华北油田分公司华北油田经济技术研究院河北任丘062550

为提高沁水盆地煤层气水平井压裂效果,基于分布式光纤水平井产水产气剖面监测、水平井录井导向、测井等资料分析,明确了煤岩煤质、煤体结构、水平井钻遇位置以及射孔改造方式是决定煤层压裂改造效果的关键因素。沁水盆地3号煤层中—上... 详细信息

为提高沁水盆地煤层气水平井压裂效果,基于分布式光纤水平井产水产气剖面监测、水平井录井导向、测井等资料分析,明确了煤岩煤质、煤体结构、水平井钻遇位置以及射孔改造方式是决定煤层压裂改造效果的关键因素。沁水盆地3号煤层中—上部自然伽马低、煤质较好、煤体结构完整,是适合压裂改造的优质层段;根据双自然伽马曲线可准确判断水平井井眼轨迹在煤层中的钻遇位置,确定优质压裂层段及射孔方式。当井眼轨迹位于煤层中部时,采用常规射孔方式可实现高效改造;当井眼轨迹接近顶板或出层时,需采用向下定向射孔方式,实现上部优质煤层的有效改造;当井眼轨迹位于下夹矸层附近时,可采用向上定向射孔方式,实现中部优质层段的改造。该方法现场应用水平井46口,单井日产气量突破2.5×10^(4)m^(3),日稳产气量达到2×10^(4)m^(3),储集层压裂改造效率提升10%~50%,水平井开发效果好。

关键词：沁水盆地煤层气水平井煤体结构射孔层段优选射孔方式

河套盆地临河坳陷古近系临河组深层——超深层碎屑岩储层物性差异成因

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天然气地球科学 2024年

作者：伍劲刘占国王少春刘静胡延旭陈树光王浩宇王标厚刚福中国石油杭州地质研究院中国石油华北油田公司

河套盆地临河坳陷临河组在6 000 m以深仍发育优质储层且高产工业油流，但相似埋深碎屑岩储层物性存在明显的差异性。为明确储层物性差异成因，降低深层—超深层油气勘探的风险，以临河坳陷临河组为研究对象，综合岩心、铸体薄片、扫描... 详细信息

河套盆地临河坳陷临河组在6 000 m以深仍发育优质储层且高产工业油流，但相似埋深碎屑岩储层物性存在明显的差异性。为明确储层物性差异成因，降低深层—超深层油气勘探的风险，以临河坳陷临河组为研究对象，综合岩心、铸体薄片、扫描电镜和黏土矿物等资料，以岩石学、物性及成岩特征研究为基础，开展储层特征及物性差异成因研究。结果表明：临河组储层岩石以富含石英为主要特征，石英含量平均值为72%，填隙物含量介于1%～28%之间。储层孔隙度介于1%～29.2%之间，储集空间主要为原生粒间孔。储层具有总体弱压实—弱胶结、部分强压实—强胶结的差异成岩特征。储层主要发育富胶结物砂岩、富泥杂基砂岩和低填隙物砂岩3类岩石相类型。富胶结物砂岩粒度较细，胶结作用强，物性致密；富泥杂基砂岩塑性碎屑含量较高且分选差，压实作用强，物性较差；低填隙物砂岩富含刚性颗粒且分选好，压实和胶结作用弱，原生孔隙发育，物性好。临河坳陷临河组储层物性受沉积和成岩作用共同控制，沉积水动力条件决定了砂体的粒度、分选和泥杂基含量，进而影响储层后期压实强度及物性演化。砂体厚度控制了储层中胶结物含量及分布，进而影响储层物性。

关键词：深层—超深层碎屑岩物性差异成因临河坳陷河套盆地