淺談生產(chǎn)管理因素對煤層氣多分支水平井產(chǎn)氣量的影響——以沁水鄭莊區(qū)塊某作業(yè)區(qū)為例

趙武鵬　張惠南　紀(jì)彥波（中石油華北油田煤層氣分公司，山西　晉城　048000）

淺談生產(chǎn)管理因素對煤層氣多分支水平井產(chǎn)氣量的影響——以沁水鄭莊區(qū)塊某作業(yè)區(qū)為例

趙武鵬張惠南紀(jì)彥波（中石油華北油田煤層氣分公司，山西晉城048000）

多分支水平井由于其“控制儲層面積大，采收率高”的特點，在鄭莊區(qū)塊應(yīng)用比較廣泛，為該區(qū)塊的規(guī)模開發(fā)做出了重要貢獻(xiàn)。但是隨著多年的連續(xù)排采，部分水平井出現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)能力差，產(chǎn)氣量持續(xù)下降的問題。從生產(chǎn)管理的角度，對這一問題進(jìn)行深入剖析，并提出一些增產(chǎn)措施，為提高煤層氣水平井產(chǎn)氣量提供技術(shù)支持。

鄭莊區(qū)塊；排采不連續(xù)；套壓控制不合理；氮?dú)馀菽舛拢豢茖W(xué)管控

1　問題的提出

鄭莊區(qū)塊位于山西沁水盆地南部，地表以山地丘陵為主，地層寬緩，斷層相對不發(fā)育，區(qū)內(nèi)最大斷層是寺頭正斷層和后城腰斷層以及與之伴生的斷層，區(qū)塊內(nèi)發(fā)育有一定數(shù)量的陷落柱［1］。目前主要開發(fā)層系為二疊系山西組3#煤層和石炭系太原組15#煤層。經(jīng)過多年連續(xù)排采，目前部分排采水平井產(chǎn)量呈現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)能力差，產(chǎn)氣量持續(xù)下滑的態(tài)勢。從生產(chǎn)管理的角度對煤層氣多分支水平井低產(chǎn)原因進(jìn)行了詳細(xì)的研究。

2　從生產(chǎn)管理角度對水平井低產(chǎn)原因進(jìn)行分析

2.1排采不連續(xù)對水平井產(chǎn)氣量的影響

部分煤層氣水平井在排采過程中由于受頻繁停電影響，致使長時間停泵停抽，排水降壓不連續(xù)，導(dǎo)致流體中的煤粉容易沉積在井筒附近儲層微空隙、微裂縫中［2］，從而降低裂縫導(dǎo)流能力和儲層滲透率，恢復(fù)生產(chǎn)后，產(chǎn)量下降明顯。對于多分支水平井而言，產(chǎn)量下降受排采不連續(xù)影響更為明顯。多分支水平井多采用裸眼洞穴方式完井，井眼穩(wěn)定性差，在生產(chǎn)過程中，排采不連續(xù)很容易引起井底壓力波動，井眼壓力失穩(wěn)，分支極易坍塌而堵塞井眼通道，產(chǎn)能無法釋放，造成水平井低產(chǎn)甚至不產(chǎn)氣。以Z為例，Z井2010年8月投產(chǎn)，解吸壓力4.1MPa。該井在排采初期因電力、設(shè)備故障頻繁停井，導(dǎo)致煤粉大量沉積井筒附近，滲流通道堵塞，滲透率下降，日產(chǎn)氣由1200m3降至600 m3。即使經(jīng)過后期檢泵作業(yè)，該井產(chǎn)氣能力依然沒有恢復(fù)。

2.2套壓控制不合理導(dǎo)致單井產(chǎn)能無法釋放

部分煤層氣多分支水平井由于初期套壓控制不合理，放氣過快，流壓快速下降，形成井底壓力激動，煤粉易生成產(chǎn)出，造成井筒附近微空隙微裂縫堵塞，滲透率降低，壓降漏斗不能有效擴(kuò)展，只有井筒附近小范圍煤儲層得到有效降壓，供氣能力受到很大限制，導(dǎo)致穩(wěn)產(chǎn)能力弱。以X井為例（如圖1所示），該井在投產(chǎn)初期，由于調(diào)氣頻繁且調(diào)氣幅度過大（日調(diào)氣幅度最大曾達(dá)到500m3），套壓下降很快，形成井底壓力激動，煤粉大量產(chǎn)出，導(dǎo)致井筒附近滲流通道堵塞，有效降壓面積減小，產(chǎn)能無法釋放，產(chǎn)氣量、產(chǎn)水量大幅降低。

圖1　X井排采曲線圖

3　增產(chǎn)措施建議

3.1氮?dú)馀菽舛?/p>

由于煤儲層本身機(jī)械強(qiáng)度低、壓力敏感性強(qiáng)，微裂隙割理發(fā)育、易破碎，同時多分支水平井多采用裸眼洞穴完井，所以該井型在煤層中的井段很容易受二次水力壓裂解堵影響造成井壁失穩(wěn)坍塌，堵塞滲流通道，對儲層造成再次傷害。鑒于以上原因，針對多分支水平井的提產(chǎn)改造，建議采用氮?dú)馀菽舛鹿に嚒Ｔ摲N工藝就是利用注入地層的液氮混合液的膨脹能量沖開被煤粉堵塞的井眼，恢復(fù)氣液滲流通道，然后在地面放噴，利用氮?dú)馀菽叻蹬判阅芸焖賹⒚悍奂邦w粒攜帶到地面，徹底疏通堵塞通道，提高單井產(chǎn)氣量［3］。由于多分支水平井較直井更容易受工程因素以及儲層變化因素影響導(dǎo)致低產(chǎn)，所以在對低產(chǎn)多分支水平井實施氮?dú)馀菽舛鹿に囍耙欢ㄒ龊贸浞值恼{(diào)研和論證，首先要詳細(xì)分析低產(chǎn)井地下地質(zhì)構(gòu)造情況，物性是否好、含氣量是否較高；然后結(jié)合前期鉆井、測井資料；判斷水平井分支展布是否合理（主要判斷分支與主支夾角是否合理，夾壁薄厚程度等）；大幅減產(chǎn)之前是否套壓、流壓、氣量、水量大幅下降。以H井為例，該井于2012年10月投產(chǎn)，解吸壓力3.1MPa，排采過程中氣量、流壓、套壓突然快速下降，水質(zhì)變差，通過調(diào)整工作制度、實施作業(yè)檢泵均無效。分析認(rèn)為局部煤層垮塌，堵塞主通道，導(dǎo)致產(chǎn)能無法有效釋放。該井于2015年6月份實施氮?dú)馀菽舛鹿に嚕?jīng)過合理管控、科學(xué)排采、該井產(chǎn)量，產(chǎn)量大幅回升，由2000m3/d提升至5000m3/d。據(jù)了解，2015年鄭莊區(qū)塊某作業(yè)區(qū)共部署4口井實施氮?dú)馀菽舛鹿に?，日產(chǎn)氣量由3.2萬m3增加至5.2萬m3，提產(chǎn)效果非常明顯。

3.2排采井科學(xué)管控，合理控制套壓。

多分支水平井管控要嚴(yán)格遵循“緩慢、連續(xù)、漸變”的原則，科學(xué)管理。以控制流壓為核心，精細(xì)排采管理辦法，前期放氣時要嚴(yán)格控制，合理控制套壓下降的幅度，遵循多頻次小幅度

階梯式的放氣原則，實現(xiàn)流壓穩(wěn)步下降，氣量穩(wěn)步上升，在適合的生產(chǎn)壓差下，壓力逐步向遠(yuǎn)端傳遞，降壓、解吸面積逐步擴(kuò)大，增強(qiáng)供氣能力。以Z井為例，Z井于2015年10月實施井眼側(cè)入措施啟抽后，通過多頻次臺階式降壓提產(chǎn)，套壓控制合理，產(chǎn)氣量穩(wěn)步恢復(fù)，目前套壓0.8Mpa，流壓0.45Mpa，日產(chǎn)氣4500 m3，日產(chǎn)水1.0m3。

4　結(jié)語

4.1分支水平井多采用裸眼洞穴方式完井，井眼穩(wěn)定性差，在生產(chǎn)過程中，排采不連續(xù)很容易引起井底壓力波動，井眼壓力失穩(wěn)，分支極易坍塌而堵塞井眼通道，產(chǎn)能無法釋放，造成水平井低產(chǎn)甚至不產(chǎn)氣。

4.2部分煤層氣多分支水平井初期放氣過快，流壓快速下降，很容易形成井底壓力激動，煤粉易生成產(chǎn)出，造成井筒附近微空隙微裂縫堵塞，滲透率降低而單井產(chǎn)量低。

4.3多分支水平井通過應(yīng)用氮?dú)馀菽舛鹿に?，利用注入地層的液氮混合液的膨脹能量沖開被煤粉堵塞的井眼，恢復(fù)氣液滲流通道，提高單井產(chǎn)氣量。

4.4多分支水平井管控要合理控制套壓下降的幅度，壓力逐步向遠(yuǎn)端傳遞，降壓、解吸面積逐步擴(kuò)大，供氣能力大幅增加。

［1］陳黎明.沁水盆地鄭莊區(qū)塊構(gòu)造特征與演化研究［J］.西部探礦工程，2015，（12）：98-101.

［2］張義，鮮保安，孫粉錦，王一兵，鮑清英.煤層氣低產(chǎn)井原因及增產(chǎn)改造技術(shù)［J］.天然氣工業(yè)，2010，30（6）：55-59.

［3］胡秋嘉，唐鈺童，吳定泉，劉春春，閆玲，張武昌.氮?dú)馀菽舛录夹g(shù)在樊莊區(qū)塊多分支水平井上的應(yīng)用［J］.中國煤層氣，2015，12（5）：27-29.

趙武鵬，畢業(yè)學(xué)校：中國長江大學(xué)，職位：華北油田公司山西煤層氣分公司技術(shù)員