煤层气试井设计方法

注入压降试井可以获取煤层气储层的重要参数。注入的压力、排量以及注入和压降段的时间是关系到试井成功与否的关键因素。用实例说明了如何进行煤层气井的注入压降试井设计。      

煤层气试井DST法与注入压降法对比分析

基于DST法和注入压降法在煤层气试井中的特点,利用煤层气试井专用设备对同一口井进行DST试井和注入压降试井,根据其工程实践结果,对比分析了两种方法在技术理论、专用设备实用性等方面的优缺点。分析结果显示:煤层气试井DST法具有测试成本低、测试的探测半径小、储层压力准确等特点,其专用设备具有操作简单、可靠性高等特点;煤层气试井注入压降法具有测试的探测半径大、可获得地层应力参数等特点,其专用设备具有适应性强、测试成功率高等特点;两种方法各有优势,可根据工程需求选择使用。     

贵州金沙县安洛煤矿仁和勘查区试井曲线分析

本文以安洛煤矿仁和勘查区为研究区,以地质勘探资料、现场样品分析及实验室测试成果为基础,通过注入/压降现场测试,使用saphir软件做了相关试井解释分析,选用具有井筒储集效应+表皮效应+径向复合井的模型,数值模拟了26-4孔特征鲜明的4#、8#和13#煤层,浅析该区煤储层基本地层特征。分析发现:注入初期压力波动大,压降阶段出现"回吐"现象,分析认为这可能与地层(煤层)具有较强的塑性且地层渗透性较差有关。从双对数曲线的开口较大,半对数曲线呈"厂"字形的形态看,本井煤层存在一定程度的污染。半对数曲线斜率发生变化,导数曲线上翘,并非反应某种边界,而是由于超过注水时间造成的。在试井过程中,储层渗透率受煤层有效厚度、流体水粘度控制极为显著;孔隙度和综合压缩系数对除储层渗透率以外其它储层参数的控制作用较为明显;流体地层体积系数在实际工作中可以忽略。     

煤层气储层注入/压降试井可靠性判识方法探讨

注入/压降试井作为获取煤储层参数的一个重要手段,近年来获得了广泛的应用.但由于施工设计不合理、现场操作不规范、模型选择不正确等问题,导致测试过程异常和测试结果失真,针对这些问题提出了几种判识方法:利用储层压力值与末点压力值的关系来检验测试结果是否可靠;利用井储系数计算值与实测值的关系及双对数曲线上出现的异常点来检验封隔器是否密封及井下关井是否成功.为了提高注入/压降试井测试过程和结果的可靠性,建议采用推荐的检验方法对试井资料及解释结果进行分析判断,以便合理指导后续勘探开发工作.     

煤层气井祼眼与套管注入/压降测试渗透率对比分析

我国煤层气井渗透率测试方法目前广泛采用注入/压降试井。通过对试验井的裸眼测试和套管测试发现,套管测试渗透率是裸眼测试的9.82倍,裸眼测试渗透率明显偏低。裸眼测试渗透率低的主要原因是注入和关井时间较短,未出现径向流。由于我国煤层气区块大多处于勘探阶段,且多采用裸眼注入/压降方法,开展区块裸眼和套管注入/压降的对比测试,可以获取区块标准井的注入时间和关井时间,提高渗透率解释结果的准确性。      

煤层气注入/压降测试技术应用

介绍了煤层气注入／压降试井的概念、原理、常规设备、程序、试井参数和资料分析处理方法。     

基于干扰试井技术的煤层气储层参数测定

为弥补传统注入压降试井测试结果以点代面的问题,提出基于煤层气干扰试井的储层参数测试方法,阐述了其基本原理、测试方法和数据分析依据。以沁水盆地南部1口激动井和4口检测井组成的井组为例,结合该井组前期注入压降法、历史拟合法测试结果,并与干扰试井测试结果进行对比分析。结果表明,煤层气干扰试井法各井测点渗透率接近利用排采数据的历史拟合值,且高于注入压降测值,但3种方法获得数据处于同一数量级之内;煤层气干扰试井技术方法可以反映试验5口井的区域渗透率分布特征,其区域东南方向渗透率较大,即为主裂隙发育方向。结合3种方法测得的参数值对比可知,煤层气干扰试井法既可获得离散点的参数值,又可以获得区域井组的连通性和优势渗流方向,结果有助于认识区域储层参数,为进一步的井网和排采井的布置提供比较直接的数据依据。      

低渗煤层注入/压降试井注入时间研究

为了得出低渗煤层注入/压降试井出现径向流时注入时间的大致范围,基于注入/压降试井的理论及经验,经过大量实测数据的研究和现场实地测试,提出了减小井储畸变时间、延长测试时间的可行措施,以及在煤层气参数井实行三开井制的理念。结果表明,在一定的测试时间内,对于低渗煤层注入/压降试井要出现径向流,必须在井筒安全的情况下保证注入时间(t_inj)大于 3倍的井储畸变时间(t_wb),关井时间(t_fall)大于等于2倍的注入时间。      

基于煤储层水力压裂动态渗透率变化的压裂效果评价方法及其应用

压裂施工曲线是反映压裂效果的重要依据,而压裂阶段储层渗透率的动态变化能够更直观地反映造缝效果。借鉴试井渗透率测试原理,建立一种压裂阶段储层动态渗透率定量评价方法,并将该方法应用到准南某区块2口煤层气井水力压裂效果评价中,获得压裂阶段储层动态渗透率曲线;同时采用G函数对压裂效果进一步评价。结果表明:动态渗透率曲线所反映压裂效果与G函数分析和基于排量、井底流压关系的评价结果吻合较好,能够反映储层内裂缝开启、延伸效果;其中,CMG-01井通过实施煤储层与围岩大规模缝网改造,压裂阶段储层渗透率最高达到2.5 μm2,造缝效果良好;而CBM-02井实施煤储层常规水力压裂,储层渗透率保持在1.8 μm2之下,显示出煤储层常规水力压裂与煤储层?围岩大规模缝网改造的差异性。动态渗透率定量评价方法弥补前期压裂改造效果缺乏量化评价的不足,为煤层气/煤系气储层水力压裂工艺的优化提供依据。      

煤层气井注入压降测试井下关井实际应用及存在问题探讨

井下关井是煤层气注入压降试井的重要环节之一，井下关井工具的合理使用，是确保高质量试井成果的前提，针对不同的地层条件及施工情况使用不同种类的关井工具并辅以正确的操作方法，能有效降低试井的风险性，提高试井的成功率并获得高质量，高精度的试井曲线。     

煤层气储层三维渗透率变化规律实验研究

煤层气开发过程中,储层的渗透性是制约煤层气开发的重要因素之一。采用煤心室内流动实验的方法,对不同围压、不同流压下的煤心进行渗透率测试,得出其渗透率变化曲线;进而,对实验数据进行回归发现,煤心渗透率与围压之间存在幂指数关系,而模型参数与注入压差之间存在指数关系。分析三维渗透率流动实验过程得出,煤心渗透率变化为非可逆过程,煤心的左右方向对压力变化更为敏感;同时,在低压区,渗透率变化较快,而高压区变化平缓。因此,在煤层气开发过程中,要尤其注重低压区压力变化对渗透率的影响。      

煤层气井整体压裂及排采技术研究--以延川南煤层气田为例

为了促进煤储层改造效果,有效实现井间干扰,提升气井产气水平,通过整体压裂试验,在单井排采制度基础上,建立煤层气井整体排采制度,并进行排采参数定量化研究。结果表明:以储层压力(P_c)、临界解吸压力(P_j)和井间干扰压力(P_r)为井底流压关键控制节点,将整体排采制度划分为5个阶段,分别是井底流压快速调整阶段、井底流压缓慢调整阶段、井底流压基本一致阶段、同步降压排采阶段和井间干扰阶段;其中,井底流压快速调整阶段日降流压小于0.08MPa,井底流压缓慢调整阶段小于0.02MPa,井底流压基本一致阶段小于0.01MPa,同步降压排采阶段和井间干扰阶段小于0.005MPa。经过现场试验和应用,整体压裂的两个平台15口煤层气井,通过整体排采降压,产气效果明显好于相邻平台气井。     

Prediction Model of Coal Reservoir Pressure and its Implication for the Law of Coal Reservoir Depressurization

The main methods of coalbed methane(CBM) development are drainage and depressurization, and a precise prediction of coal reservoir pressure is thus crucial for the evaluation of reservoir potentials and the formulation of reasonable development plans. This work established a new reservoir pressure prediction model based on the material balance equation(MBE) of coal reservoir, which considers the self-regulating effects of coal reservoirs and the dynamic change of equivalent drainage area(EDA). According to the proposed model, the reservoir pressure can be predicted based on reservoir condition data and the actual production data of a single well. Compared with traditional reservoir pressure prediction models which regard EDA as a fixed value, the proposed model can better predict the average pressure of reservoirs. Moreover, orthogonal experiments were designed to evaluate the sensitivity of reservoir parameters on the reservoir pressure prediction results of this proposed model. The results show that the saturation of irreducible water is the most sensitive parameter, followed by Langmuir volume and reservoir porosity, and Langmuir pressure is the least sensitive parameter. In addition, the pressure drop of reservoirs is negatively correlated with the saturation of irreducible water and the Langmuir volume, while it is positively correlated with porosity. This work analyzed the reservoir pressure drop characteristics of the CBM wells in the Shizhuangnan Block of the Qinshui Basin, and the results show that the CBM reservoir depressurization can be divided into three types, i.e., rapidly drop type, medium-term stability type, and slowly drop type. The drainage features of wells were reasonably interpreted based on the comprehensive analysis of the reservoir depressurization type; the latter was coupled to the corresponding permeability dynamic change characteristics, eventually proving the applicability of the proposed model.     

沁水盆地柿庄南区块煤层气井储层压降类型及排采控制分析

为了充分认识柿庄南区块煤层气井储层压力变化特征及其对煤层气井产量的影响,基于对柿庄南区块储层地质参数的分析及实际生产数据的剖析,对不同类型生产井的储层压降类型进行分析归类,并结合排采异常井对气井低产原因、排采控制方法及储层敏感效应进行具体分析。结果表明:柿庄南区块煤层气井储层压降可分为快速下降型、中期稳定型及缓慢下降型3种类型,其中快速下降型井更有利于煤层气高产稳产,但若降压速率超过快速下降型井的最大降压速率反而会使储层受到压敏、速敏效应,降低储层渗透率,同时导致压降漏斗扩展受限,最终抑制煤层气井达到高产稳产。      

柴西北小梁山地区狮子沟组混积岩储层评价

从有利于混积岩储层评价出发,将小梁山狮子沟组(N³₂)混积岩简化归类为泥质混积岩、砂质混积岩和碳酸盐混积岩,在此基础上根据铸体薄片、物性、孔隙结构等岩心分析数据和测井资料,对柴达木盆地西北部小梁山地区中浅层N³₂混积岩进行综合研究：N³₂混积岩岩石结构复杂、类型多样,储层储集空间以原生的粒间孔和微孔隙为主,呈中高孔低渗的特征,排驱压力、中值压力较高,孔喉半径较小,孔隙结构较差;储层质量受沉积相和成岩作用的综合影响,砂坪微相是最主要的有利储集相带,压实作用是储层物性的主要影响因素;根据物性和压汞等参数将N32储层评价为3类,其中Ⅰ、Ⅱ类储层在目前的技术条件下是研究区增储上产的首选储层。     

CO2注气压力对瓦斯扩散系数影响规律实验研究

煤层CH₄解吸效率低、扩散慢的特点严重制约着煤层瓦斯抽采的效率,为解决低透气性煤层瓦斯抽采困难的问题,选取晋城赵庄煤矿煤样,研究不同注气压力对驱替CH₄过程的影响以及驱替过程中CH₄扩散系数的变化规律,利用自主研发的CO₂驱替CH₄试验平台,在0.6、0.8、1.0 MPa等不同注气压力条件下分别进行CO₂驱替CH₄实验。结果表明:驱替压力越大,达到最大CH₄排放量的时间越短,CO₂突破时间越快,置换效率越大,驱替效果越好;CH₄气体驱替过程分为3个阶段,先急剧增加再缓慢增加最后保持平稳;在同一注气压力下,瓦斯扩散系数随时间呈先增大后减小的变化规律,注气压力为0.6、0.8、1.0 MPa时,瓦斯扩散系数的最大值分别为2.27×10-5、3.36×10-5、4.62×10-5 cm2/s。从实验结果可知,不同注气压力下,CO₂对CH₄主要起到驱替作用、置换吸附-解吸作用及稀释驱替作用;每个阶段的CH₄气体运移情况不同,根据实验阶段合理调整注气流量、压力等参数,使注驱技术搭配更高效。研究结果对CO₂深埋与瓦斯（煤层气）高效抽采具有理论指导意义。      

应用数值模拟研究神狐海域水合物第一次试采数据

2017年神狐海域第一次试开采成功后,许多学者应用数值模拟对试采数据进行研究,但模拟结果与实际试采数据存在偏差.为了探求原因,本研究建立了二维柱坐标系下水合物降压开采数学模型,开发了相应的程序,能够模拟渗透率等储层参数非均匀分布条件下开采过程,同时能够模拟开采井压力等动态参数对开采过程的影响.通过数值实验,得出偏差原因:（1）泥质粉砂型储层存在水敏性,水合物分解产生的淡水引起粘土膨胀,使渗透率下降;（2）须将开采井压力作为动态输入参量.据此,修正了渗透率模型,考虑了开采井压力随时间的变化,得到的模拟产气量与试采数据十分接近,使降压开采数值模拟更逼近实际情况.      

Coupled finite‐element simulation of injection well testing in unconsolidated oil sands reservoir

This paper presents a finite‐element (FE) model for simulating injection well testing in unconsolidated oil sands reservoir. In injection well testing, the bottom‐hole pressure (BHP) is monitored during the injection and shut‐in period. The flow characteristics of a reservoir can be determined from transient BHP data using conventional reservoir or well‐testing analysis. However, conventional reservoir or well‐testing analysis does not consider geomechanics coupling effects. This simplified assumption has limitations when applied to unconsolidated (uncemented) oil sands reservoirs because oil sands deform and dilate subjected to pressure variation. In addition, hydraulic fracturing may occur in unconsolidated oil sands when high water injection rate is used. This research is motivated in numerical modeling of injection well testing in unconsolidated oil sands reservoir considering the geomechanics coupling effects including hydraulic fracturing. To simulate the strong anisotropy in mechanical and hydraulic behaviour of unconsolidated oil sands induced by fluid injection in injection well testing, a nonlinear stress‐dependent poro‐elasto‐plastic constitutive model together with a strain‐induced anisotropic permeability model are formulated and implemented into a 3D FE simulator. The 3D FE model is used to history match the BHP response measured from an injection well in an oil sands reservoir. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

低渗透油藏水平井注CO2井网优化与影响因素

针对低渗透油藏直井井网CO₂驱油的不足,以大庆某低渗区块为例,建立反七点水平井井网CO₂驱油地质模型。在物性参数相态拟合的基础上,对反七点水平井和五点直井两种不同井网模式的开发效果进行了对比,对反七点水平井井网参数进行了优化,同时对储层非均质(渗透率、储层非均质性、裂缝的发育情况等)进行了影响因素分析。研究表明：利用水平井注CO₂可以适当地增大井距、排距,减少井的数量,降低钻井成本;在生产制度相同的情况下水平井井网的开发效果要比直井井网的开发效果好;在水平井井网中,采出程度随着油井到水平井的垂直距离的比值变化而变化,当比值为1.4时采出程度最大;水平井注CO₂更适合低渗透正韵律储层;在储层裂缝发育的情况下,裂缝条数越多,CO₂在储层中的不均匀推进现象越明显,最终采出程度越低。