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煤层气水平井钻柱摩阻计算与优化

钻采工艺 2024年第5期47卷 15-23页

作者：苗强辛江王维林伟曹振义李世超李柯祝效华中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司中国石油煤层气有限责任公司工程技术研究院中国石油煤层气有限责任公司勘探开发建设分公司中国石油煤层气有限责任公司勘探开发部西南石油大学

煤层气的开发方式主要分为多分支水平井和从式水平井,由于两种生产方式均采用了水平井,因此钻柱在钻井过程中的摩阻和托压一直是业界关注的热点,但到目前为止,该问题仍未得到有效解决。为此,文章以大吉-吉县区块的深部煤层气水平井为例... 详细信息

煤层气的开发方式主要分为多分支水平井和从式水平井,由于两种生产方式均采用了水平井,因此钻柱在钻井过程中的摩阻和托压一直是业界关注的热点,但到目前为止,该问题仍未得到有效解决。为此,文章以大吉-吉县区块的深部煤层气水平井为例,通过对全井钻柱系统建立动力学模型和应用数值仿真方法进行水平井摩阻研究。研究结果表明:钻压对煤层气水平井造斜段的摩阻影响较大,其中小井斜造斜段的摩阻与钻压成反比,大井斜造斜段的摩阻与钻压成正比,稳斜井眼段的摩阻对钻压变化不敏感;受钻柱屈曲变形的影响,水平段钻柱摩阻上升10.2%。因水平井大井斜井眼段和水平段较长,因此煤层气水平井的总摩阻整体来讲与钻压成正比。文章通过建模和数值仿真方法,揭示了深部煤层气水平井各井段摩阻对钻压的敏感性,并可根据不同钻压条件下对井眼轨迹进行了优化,以此指导现场作业,降低井下摩阻,提高机械钻速。

关键词：煤层气水平井摩阻计算钻柱动力学钻压井眼轨迹优化

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直接空气二氧化碳捕集技术工业化进展

化工进展 2024年第6期43卷 2928-2939页

作者：周爱国郑家乐杨川箬杨小艺赵俊德李兴春石油石化污染物控制与处理国家重点实验室北京102206 中国石油集团安全环保技术研究院有限公司北京102206 中石油煤层气有限责任公司北京102208

直接空气捕集(DAC)是一种能够从大气中捕集二氧化碳的技术。本文介绍了DAC技术的发展历程、技术优缺点和发展前景,根据预测,到2050年,全球每年需要从大气中捕集超过9.8亿吨二氧化碳。综述了DAC技术的政策支持与资金投入现状,美国、加拿... 详细信息

直接空气捕集(DAC)是一种能够从大气中捕集二氧化碳的技术。本文介绍了DAC技术的发展历程、技术优缺点和发展前景,根据预测,到2050年,全球每年需要从大气中捕集超过9.8亿吨二氧化碳。综述了DAC技术的政策支持与资金投入现状,美国、加拿大、欧盟和英国等在内的国家和地区已经成为DAC技术研究、开发、示范和部署方面的先行者。分析了主流的DAC技术路线及其在工业化进程中的进展,目前最大的DAC工厂捕集量为4000t/a,并且正在规划建设百万吨级的商业化项目。指出了DAC技术需要关注的研究方向,未来应将重点放在技术的大规模部署、碳市场机制的建立和国际合作的加强上。需要进一步研究和发展DAC设备和系统,以降低成本、提高效率,并开发碳定价、碳交易和碳抵消等机制为DAC项目提供经济激励,促进投资和市场参与,同时加强国际合作,从而推动该技术的快速发展。

关键词：环境二氧化碳直接空气捕集发展历程政策支持碳市场

基于煤层结构数字井筒反演的有机质丰度评价方法及应用

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特种油气藏 2024年第3期31卷 11-17页

作者：黄红星杨秀春陈国辉朱文涛师斌斌何睿赵浩阳中国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 北京润泽创新科技有限公司北京100120

煤层气是典型的自生自储型气藏类型之一,甲烷气体主要由煤层中的有机碳热演化生成并大量吸附于孔隙表面,有机成分的含量对于煤层生气及储气能力十分重要。但煤层气储层结构复杂,有机煤岩和无机夹矸层交互叠置发育,层内非均质性强,单井... 详细信息

煤层气是典型的自生自储型气藏类型之一,甲烷气体主要由煤层中的有机碳热演化生成并大量吸附于孔隙表面,有机成分的含量对于煤层生气及储气能力十分重要。但煤层气储层结构复杂,有机煤岩和无机夹矸层交互叠置发育,层内非均质性强,单井纵向煤层结构可视化难度大,制约了煤层气单井有机质丰度评价及高效开发。全直径CT扫描是近年来针对大尺度岩心的一种重要实验技术,应用该技术扫描得到的煤岩灰度值与其构成关系密切,灰度值越高则煤岩灰分、密度以及矿物含量越高,反之则越低。以大宁—吉县区块目的煤层为研究对象,通过全直径CT扫描技术与测井解释技术相结合,探究了岩石灰度与伽马、密度以及声波时差等测井数据的关系,建立了煤层结构数字井筒反演数学模型,并结合灰度与有机组分的关系,提出了全直径CT扫描单井有机质丰度评价方法。将研究区A1井反演获得的纵截面与全直径CT扫描真实灰度截面对比,二者相似度高,反演灰度值与CT真实灰度值散点图分布规律一致,表明反演模型能够有效反映煤层内部非均质性结构变化。数字井筒反演及有机质丰度评价方法可为研究区煤层气井压裂选段及产能预测提供有力的技术支撑。

关键词：煤层气全直径CT扫描测井解释数字井筒单井有机质丰度

煤层气开发中的技术创新对经济可持续发展的影响评估

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中国商界 2024年第4期 219-221页

作者：李承运中石油煤层气有限责任公司

煤层气(Coalbed Methane,CBM),作为一种清洁的非常规天然气资源,在全球能源结构中占据着日益重要的位置。煤层气不仅是重要的能源形式,也被视作减少温室气体排放和环境污染的关键因素。煤层气的开发利用,不仅有助于减少煤矿安全事故、... 详细信息

煤层气(Coalbed Methane,CBM),作为一种清洁的非常规天然气资源,在全球能源结构中占据着日益重要的位置。煤层气不仅是重要的能源形式,也被视作减少温室气体排放和环境污染的关键因素。煤层气的开发利用,不仅有助于减少煤矿安全事故、增加能源供应,还对促进经济的可持续发展具有重要意义。

关键词：经济可持续发展能源供应影响评估技术创新煤层气开发能源形式温室气体排放环境污染

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煤层气开发企业移动应急通信系统建设方案

石油知识 2024年第2期 52-53页

作者：吴迪王濮刘展韩宇中石油煤层气有限责任公司

中石油煤层气有限责任公司矿权分布范围广、工区地貌多样，山西、陕西、内蒙古等主要勘探开发区域以黄土高原梁峁沟壑地形居多，受自然环境和天气影响大，易发生自然灾害，导致企业生产运行安全风险系数较高，需要进行各类突发事件的应...

中石油煤层气有限责任公司矿权分布范围广、工区地貌多样，山西、陕西、内蒙古等主要勘探开发区域以黄土高原梁峁沟壑地形居多，受自然环境和天气影响大，易发生自然灾害，导致企业生产运行安全风险系数较高，需要进行各类突发事件的应急抢险处置。然而由于通信基础设施薄弱，给企业生产突发紧急事件的应急抢险处置带来了诸多不利影响。因此，建立合适的应急抢险通信体系刻不容缓。而移动应急通信系统建设方案的提出则可有效满足煤层气公司实现应急抢险高效处置的需要。

关键词：

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煤层气L型水平井氮气泡沫洗井解堵技术

石油钻采工艺 2024年

作者：张聪王琪何珊张永琪郭晶范秀波中国石油华北油田公司山西煤层气勘探开发分公司

(目的意义)煤层气L型套管压裂水平井排采过程中，储层出砂、煤颗粒、煤粉导致有效产气通道被堵塞，制约气井产能释放。为提升洗井效果，解决洗井不充分的问题，(方法过程)通过理论计算、参数优化及工艺技术设备改进对常规氮气泡沫洗井... 详细信息

(目的意义)煤层气L型套管压裂水平井排采过程中，储层出砂、煤颗粒、煤粉导致有效产气通道被堵塞，制约气井产能释放。为提升洗井效果，解决洗井不充分的问题，(方法过程)通过理论计算、参数优化及工艺技术设备改进对常规氮气泡沫洗井工艺进行了优化。旋转破煤笔尖和管柱加压装置，可扩大工艺清理井筒堵塞物粒径范围，降低洗井管柱堵塞风险，解决洗井过程中托压现象严重的问题。设计了一种通过监测氮气泡沫密度以控制泡沫质量的氮气泡沫调节器，可实现氮气泡沫质量的实时控制。(结果现象)优化后的氮气泡沫洗井工艺洗井液漏失率降低9.2%，携砂能力提高100%，洗井完成程度（洗井进尺/水平进尺）提升35.6%，洗井见效率由早期的53%上升至84%以上。（结论建议）研究成果对煤层气水平井清砂解堵作业具有指导意义，在沁水盆地樊庄-郑庄区块L型套管压裂水平井应用中取得较好的增产稳产效果。

关键词：沁水盆地煤层气氮气泡沫 L型水平井洗井解堵工艺装置

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页岩油水平井组压裂动态应力场研究

油气藏评价与开发 2024年第3期14卷 352-363,381页

作者：赵海峰王腾飞李忠百梁为张涛中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 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

水平井组开发页岩油是基于水平单井压裂局限性提出的新型压裂方式。在水平井组压裂过程中,由于存在多口井和多条人工裂缝,且裂缝周围应力变化和井间地应力分布复杂,这种复杂的应力变化将进一步影响裂缝的扩展形态。因此,深入研究水平井... 详细信息

水平井组开发页岩油是基于水平单井压裂局限性提出的新型压裂方式。在水平井组压裂过程中,由于存在多口井和多条人工裂缝,且裂缝周围应力变化和井间地应力分布复杂,这种复杂的应力变化将进一步影响裂缝的扩展形态。因此,深入研究水平井组中不同压裂方式下应力场的变化机理和规律对于控制裂缝形态和提高裂缝复杂度具有重要意义。针对页岩油储层压裂改造过程中应力分布问题,通过构建水力压裂数值模型,系统地研究水平井组不同压裂方式下应力场的变化机理和规律以及裂缝扩展后的应力场变化规律,并基于裂缝的形态特点进行了压裂效果的定量评价。研究表明:①同步压裂布缝方式可以有效影响井间地应力的变化,相较于正对布缝方式,交错布缝方式在井间产生的诱导应力提高了24%,并在相同井距下更容易引起井间地应力转向;②交错布缝方式下所形成的裂缝形态更为优越,压裂效果更为显著,交错布缝能有效提高裂缝的长度和宽度,使裂缝表面积和体积增大了4.6%和21.1%;③拉链压裂所形成的裂缝形态更为优越,压裂效果优于同步压裂,进一步增大了裂缝长度和宽度,使裂缝总表面积和总体积增大了1.3%和0.1%。

关键词：水平井组压裂水力压裂应力场同步压裂拉链压裂

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沁水盆地深部煤层气开发井完井技术进展

煤炭科学技术 2024年

作者：申鹏磊吕帅锋白建平李国富杨燕青熊章凯山西蓝焰煤层气工程研究有限责任公司煤与煤层气共采国家重点实验室中国地质大学(武汉)资源学院

沁水盆地深部煤储层具有低渗-特低渗、局部高饱和、低孔隙度、高热演化程度的地质特征，在直井/水平井+大规模压裂的开发模式下，需要与之相适应的完井技术才能保证储层改造和后期生产效果。文章系统分析煤层气开发水平井常规单层套管... 详细信息

沁水盆地深部煤储层具有低渗-特低渗、局部高饱和、低孔隙度、高热演化程度的地质特征，在直井/水平井+大规模压裂的开发模式下，需要与之相适应的完井技术才能保证储层改造和后期生产效果。文章系统分析煤层气开发水平井常规单层套管完井技术、裸眼/筛管完井技术、套管+滑套完井技术的不同井身结构和井下工具类型，并对不同完井技术的适用条件和技术特点进行了论述。研究结果表明，常规单层套管完井技术施工工艺成熟，三开完井结构应用普遍，但不利于降本增效；二开完井结构仅适用于煤储层上覆地层较为稳定、无含水层或微弱含水层的地质条件；裸眼/筛管完井技术可减少煤层段的污染，但无法进行后期储层改造，适用于煤体结构完整、煤层渗透性强的储层；套管+滑套完井技术可省去压裂前的射孔作业，但井下工具的正常运行无法保障且后期压裂排量受到限制。针对U型开发井组中的生产直井，在井筒无法满足大规模压裂作业的前提下，提出了新型双层套管完井技术，该技术的原理是在老井筒中根据地质条件和老井特点通过优选套管和固井工具来重塑井筒，满足后期压裂工艺和保证压裂改造效果。其特点主要是在目的煤层顶板以上采用了水泥封固，配合高抗压、较大内径套管，使井筒能够满足高施工压力的大规模压裂，同时煤层段选用筛管，节约了射孔费用，还可有效避免排采阶段地层坍塌掩埋井筒煤层段。该技术在沁水盆地深部煤储层成功应用，试验成果表明其能够满足深部煤层气大规模、高施工压力下的压裂作业，具有推广前景。

关键词：沁水盆地深部煤层气完井技术双层套管大规模压裂

大宁-吉县河西区块深部煤层破裂压力预测及分布特征

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断块油气田 2024年第4期31卷 669-675页

作者：王伟王成旺季亮王得志陈高杰刘之的王舵中石油煤层气有限责任公司韩城分公司陕西韩城715400 中石油煤层气有限责任公司工程技术研究院陕西西安710082 西安石油大学地球科学与工程学院陕西西安710065

深部煤层破裂压力的精准预测及分布特征直接关系到井壁稳定性评价与储层可压性评价。为进一步建立深部煤层破裂压力计算模型和明确破裂压力空间分布特征,以大宁-吉县河西区块深部8^(#)煤层为研究对象,在充分挖掘地球物理测井信息的基础... 详细信息

深部煤层破裂压力的精准预测及分布特征直接关系到井壁稳定性评价与储层可压性评价。为进一步建立深部煤层破裂压力计算模型和明确破裂压力空间分布特征,以大宁-吉县河西区块深部8^(#)煤层为研究对象,在充分挖掘地球物理测井信息的基础上,引入抗拉强度、煤体结构指数、裂缝发育程度等因素,给出了深部煤层破裂压力理论模型,并明确了垂向应力、孔隙压力、抗拉强度、有效应力系数、泊松比、弹性模量等参数的测井求取方法,进而形成了适用于深部煤层的破裂压力计算模型。通过将该套方法程序化,实现了区块内深部8^(#)煤层的破裂压力计算机可视化自动处理,并建立了8^(#)煤层破裂压力三维空间地质模型。结果表明:基于测井资料建立的深部煤层破裂压力计算模型能够对区块内深部煤层破裂压力进行精准预测,最大相对误差为13.2%;破裂压力低值区主要分布在中部—东北部、西南—中南部井区。该方法可为地球物理测井预测深部煤层破裂压力提供一种新途径,为井壁稳定性评价和储层可压性评价提供技术支撑。

关键词：煤层气破裂压力分布特征深部煤层