6 大城试气井组动态分析与预测研究 - 图文(4)

2019-06-05 00:03

平均92.43%,甲烷碳同位素?13C1为-4.687~-5.551%,平均含气量和甲烷含量比大1–1井高5.46m3/t、2.76%,差别较大,见表6–13。

表7–13 大参1、大1–1井煤层气含量对比表

参数 井号 大参1 大1–1 差值 含气量(m3/t) 范围 4.97-14.85 1.41-13.25 平均 10.79 5.33 5.46 甲烷含量(%) 范围 89.27-98.06 78.88-95.15 平均 92.43 89.67 2.76 甲烷碳同位素(%) -4.687~-5.551 -4.99~-5.88

上述分析表明本区煤层气含气量无论在纵向上和横向上变化都比较大。 位于大城凸南部斜坡的大试1井情况现是不同。大试1井钻井过程中无气测异常和录井无气的显示,据廊坊分院现场实测,该区煤层气含气量基本为0m3/t,见表6-14。反映了该区长期处于古甲烷风化带。石炭二叠系煤系地层沉积后,印支运动以来受沧县隆起持续抬升的影响,大城凸起遭受长期风化剥蚀,特别是大试1井井区煤系上覆有效厚度仅剩100m左右,气体散失逸尽,到喜山期晚第三纪明化镇组沉积,才整体覆盖一套河流相的粗碎屑岩地层。

表7-14 大试1井含气量测试综合成果表

样品系编号 Cbm961001g Cbm961002g Cbm961003g Cbm961004g Cbm961005g 煤层号 6煤 6煤 6煤 6煤 6煤 样品类型 煤芯 煤芯 煤芯 煤芯 煤芯 取样深度(m) 1309.71~1311.15 1311.15~1313.26 1311.15~1313.26 1308.69~1309.71 1309.71~1311.15 水分 (%) 1.48 1.54 2.42 1.31 1.38 灰分(%) 8.22 9.40 37.60 23.92 8.28 R? (%) 0.80 0.80 0.81 0.80 0.81 含气量(m3/t) 可燃质 0 0 0 0 0 厚煤 0 0 0 0 0 2、吸脱附特征

煤中的气体主要是以物理吸附的形式被吸附在煤体内表面上,吸附量的大小受很多种因素影响,主要是压力、温度、煤的变质程度、煤岩组分、气体成分、水分等。研究吸附状态气体的赋规律及其影响因素,对于评价煤层

甲烷气富集条件,预测产能具有重要的现实意义。

廊坊分院对大1–1井5块样品进行了吸附等温测试,结果见表6-15、图6-3。

表6-15 大1–1井煤层等温吸附实验综合成果表

样品编号 深度 煤层号 层位 水分(%) 灰分(%) 原煤 可燃质 兰氏体积(m3/t) 兰氏压力(MPa) 兰氏体积(m3/t) 兰氏压力(MPa) 拟合系数 DS-2 DS-7 DS-8 DS-9 DS-11 1167.35-1168.35 1201.0-1264.6 1263.8-1264.6 1263.8-1264.6 1267.6-1268.7 3煤 P1s 0.95 11.96 17.13 3.432 20.09 3.432 0.9933 4煤 C2t 1.22 32.33 25.41 7.559 39.14 7.559 0.961 6煤 C2t 0.66 3.26 21.69 3.406 23.90 3.406 0.9998 6煤 C2t 0.66 12.58 25.98 4.707 32.20 4.707 0.9973 6煤 C2t 0.65 12.72 17.92 3.113 21.74 3.113 0.9965

图6-3 大1–1井煤层等温吸附曲线

从表6-15中可以看出,本区主力煤层煤层气最大吸附量(即兰氏体积)为17.13~25.98m3/t,平均为21.6m3/t,兰氏压力为3.113~7.559MPa,平均为4.44MPa,六煤的吸附能力较三煤稍强。

含气饱和度是实测含气量与原始储层压力对应的吸附量的比值。通过对含气量和吸附等温线的分析,可以确定煤层含气饱和度和解吸压力。经测算,大1—1井三煤、四煤的解吸压力分别为4.57MPa、2.13MPa,含气饱和度分别为79%、41%,从煤层含气饱和度和解吸压力来看,三煤高于四煤。

8.1.6渗透率特征

渗透率是衡量多孔介质允许流体通过能力的一项指标,煤岩变质程度、煤岩显分、埋深、煤层空间产状等都会影响渗透率值。获取方法有三种,实验室岩心分析测试(基质渗透率),不稳定试井及数值模拟。

廊坊分院对大1–1井三煤、六煤煤芯进行了全直径渗透率测试,测试结果表明大城地区煤层渗透率值较低,见表6-16。

表6-16 大1–1井三煤、六煤全直径渗透率测试结果表

DS-5 P1s 3煤 1172.8~1173.8m 渗透率?10?3?m2 0.0162 0.0128 0.00664 0.00376 0.00283 DS-8 C2t 6煤 1263.8~1264.6 DS-10 C2t 6煤 1265.6~1266.8 0.14 0.102 0.0811 0.0658 0.049 0.0399 0.00609 0.00387 0.00254 0.00174 0.00099

环压MPa 3.6 5 6.99 8.38 9.6 3.93 5.4 6.45 7.54 8.62 9.9 5.99 7.45 8.54 9.76 11.19 不稳试井是获取渗透率的重要手段之一。在煤层气勘探开发早期,试井参数的获取对煤储层的评价起着至关重要的作用。大参1、大1–1、大1–5井均采用了注入/压降手段对煤层压裂前后进行测试,从测试结果看(表6–17),压裂前煤层渗透率均小于0.589?10?3?m2。结合现场录井及室内测试分析,可以认为大城地区煤储层的渗透率是比较低的,对煤层气的开采是有利的。

表6-17 大城试验井组煤层气试井测试结果表

项目 煤组 渗透率大参1 4# 0.107 -1.29 4# 0.2061 大1–1 2#+3# 0.2041 4# 0.3185 -5.971 大1–5 2#+3# 0.5892 -1.73 ?10-3?m2 表皮系数 气、水相对渗透率是描述煤储层气、水流动状态的重要参数之一。大1–1井煤层气、水相对渗透率曲线见图6-4。

图6-4 大1–1井煤层气、水相对渗透率曲线

6.2 试验井组工程简况及效果评价

6.2.1井组布井方式

试验井组位于天津市静海县子牙乡大邀铺东南1000附近,由大1–1、1–4、1–5、1–6和大参1井共同组成煤层气勘探试验井组,井距200-250m、原设计为不等距梅花形井网,因大1–2、大1–3井未钻,便形成目前的井网方式,见图6-5。

构造位置处于沧县隆起大城凸起三呼庄构造高部位,井口海拔5m,设计井深大1–1为1335m,实际完钻井深为1345m,大1–4井为1355m,实际完钻井深为1345m,大1–5井1380m,实际完钻井深为1350m,大1–6井为1380m,实际完钻井深为1340m.主要目的层为石炭二叠系山西组三煤和太原

组六煤组。

图6-5 大城试验井组井位示意图

钻探目的是:(1)通过井组钻探获取关键性评价参数,包括煤层的分布,煤质阶的演化规律,含气量的变化趋势,储层割理的发育程度和延伸方向等,进行储层产量历史模拟,确定井组最佳试气方案。(2)通过井组钻探,进行大面积排液、降压和试气试验,进一步深化理论研究和各项技术的系列化、规范化,掌握并完善一整套煤层气开采工艺技术系列,为2000年后煤层气工业的发展奠定基础。

6.2.2开采方式及工程试验效果评价

1、开采方式

大城试验井组采用大1–1、大1–4、大1–5、大1–6四口井同时排水降压的方式进行开采试验,大参1井作为观察井。当煤层压力降低到解吸压力以下时,吸附在煤层中的煤层气解吸出来,解吸的气体通过基岩孔隙和微孔隙脱附扩散进入裂缝网络,再经裂缝网络流向井筒。

试验井组选用的抽排设备为数控链条式抽油机系统,该系统综合了微电技术、电力电子技术、过程控制技术,是一种能随机改变运动“姿态”的实时数字控制电动系统。该系统采用的高新技术有:

(1)有多个微处理器的数控技术 (2)交流变频调整速器技术 (3)稀土低能耗电机 (4)精密的机械传动系统


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