壽陽區(qū)塊煤層氣井現(xiàn)場膜制氮氣的思考

秦曉輝

摘要：國內煤層氣勘探開發(fā)已有23年。發(fā)展至今，雖然實現(xiàn)了大規(guī)模商業(yè)化利用，但是在單井產氣量上始終未取得突破，煤層氣屬于典型的技術密集型產業(yè)，山西大部分地區(qū)的煤質松軟、滲透率低、煤層埋藏深。沁水南部是我國第一個成功實現(xiàn)地面開發(fā)產業(yè)化的區(qū)域，實際上很難將在這里取得的成功經驗和技術直接移植到其他地區(qū)，即便是同屬于沁水盆地的壽陽區(qū)塊，針對壽陽區(qū)塊滲透率低，中聯(lián)公司七元煤礦瓦斯綜合治理項目組采取了注膜制氮氣來增透，本文就現(xiàn)場注膜制氮氣試驗情況對煤層氣工程方面進行了思考。

關鍵詞：壽陽區(qū)塊;膜制氮氣注入;增透;煤層氣井壓裂

引言

1 壽陽區(qū)塊產氣量現(xiàn)狀

2011年中聯(lián)煤層氣有限責任公司太原分公司在壽陽地區(qū)勘探開發(fā)，進行鉆井作業(yè)，到目前為止已鉆井280多口，其中南燕竹區(qū)塊150余口，七里河區(qū)塊60余口;2018年太原分公司接管遠東能源南燕竹區(qū)塊100余口井。2013年底中聯(lián)公司七元煤礦瓦斯綜合治理項目組在七元煤礦區(qū)運輸大巷及煤巷煤層中鉆了8組U型水平井，這些區(qū)塊（礦區(qū)）均采用“鉆井-壓裂-排水-降壓-采氣”技術模式生產。從排采情況來看，產氣量大多不理想。

現(xiàn)實狀況是，在七元煤礦區(qū)和七里河礦區(qū)，絕大多數(shù)煤層氣井一直低產;在遠東能源南燕竹A1區(qū)和中聯(lián)煤南燕竹A2區(qū)，大多數(shù)煤層氣井一直低產，雖然1口直井最高日產氣量達到5000m3/d，且穩(wěn)產超過3年（常規(guī)排采工藝），但高產井數(shù)量很少，1000m3/d占比不超過10%。七元煤礦、七里河礦區(qū)煤層氣井日產量低至100m?。

2 現(xiàn)場注膜制氮試驗施工方案

從七里河礦區(qū)現(xiàn)有的煤層氣井中選擇SYDF-126、SYDF-114、SYDF-113井作為注熱空氣井，形成三角形注氣井組，覆蓋現(xiàn)有20余口井（含5口U型水平井）。參見下圖，圖中注氣井到其臨近井的距離被直線標出。

注入井中的氮氣在煤層中通過“剝離”、“驅排”煤微孔隙、裂隙表面的吸附態(tài)煤層氣，促進煤層氣解吸并向生產井運移，實現(xiàn)增產。

3 膜制氮氣注入分析

七元煤礦區(qū)SYDF-114井組注膜制氮氣強化抽采試驗項目累計注氣461小時，約30萬標方氮氣，注膜制氮氣期間，在較短時間內，試注的空氣已經運移到800m之外，最遠影響到1000m之外的SYDF-101井。分布在注氣井SYDF-114東北方向的多口生產井的套壓均有不同程度的升高，而西北方向SYDF-108距離注氣井直線距離300多米始終沒有收到注氣影響，對于短時間內受影響的井，現(xiàn)場分析認為：本區(qū)的部分井間通道非常發(fā)育，800米的距離也遠遠超過了常規(guī)的壓裂人工裂縫的長度，說明通道不是壓裂造成的，屬于天然通道，注入的氮氣通過天然通道達到連通的井，而并沒有沿著壓裂縫隙進行運移或擴散。

4 膜制氮氣試驗后的思考

煤層氣井壓裂的目的是為了在井筒周圍增加煤層中的裂縫，改變井筒附件煤層對氣和水的導流能力，在理想狀態(tài)下，通過布置合理的井間距，在壓裂過程中使相鄰井產生的裂縫在產生溝通，在后續(xù)排采中實現(xiàn)整體降壓，從而提高產氣量。而通過上述膜制氮氣注入試驗來看：以注入井為中心，注入后的氮氣并沒有呈現(xiàn)向四周擴散或運移，只是沿著原始底層應力方向或存在的小斷層擴散或運移，距離注氣井直線距離最近的井并沒有收到注氮氣影響，從側面反應了壓裂作用的實際影響和理論差距很大。

5 小結

煤層氣井的壓裂基本上全部借鑒石油天然氣行業(yè)，對于煤層壓裂機理的認識，還停留在常規(guī)儲層（石油天然氣）壓裂的成果，而煤層氣作為一種非常規(guī)天然氣，忽略了煤儲層的特殊性，對于裂縫的生長機理或是在實驗基礎上通過現(xiàn)象對機理的簡單認識，或是僅從理論出發(fā)對壓裂進行研究，沒有形成一套完整的壓裂理論體系，單純的依靠壓裂技術已經無法提高煤層氣井單井產量，需要我們進行一場思想上和技術上的革命。

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