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              • 論文
              主辦單位:煤炭科學研究總院有限公司、中國煤炭學會學術期刊工作委員會

              煤層氣開發鉆井壓裂技術

              來源:《煤炭科學技術》2016年第5期

              煤層氣(煤礦瓦斯)是一種賦存于煤層及煤系中的烴類氣體資源,國家高度重視煤層氣開發利用,出臺了一系列扶持政策,促進了煤層氣開發利用事業的快速發展。據統計,全國煤層氣產量由2005年的23億m3增加到2015年的180億m3,其中地面開發量由2005年的0.3億m3增加到2015年的44億m3,井下抽采量由2005年的23億m3增加到2015年的136億m3。與此同時,煤礦瓦斯事故起數由2005年的414起下降到2015年的45起,瓦斯事故死亡人數也由2005年的2171人減少到2015年的171人。為及時系統性地報道一批具有代表性的前沿性、創新性的煤層氣開發工程技術,我刊邀請業界知名專家、高級技術人才撰稿,組織開辟了“煤層氣開發鉆井壓裂技術”專題,總結和凝練了一系列煤層氣開發企業、科研院所、高等院校以及技術工程服務企業近年來在煤層氣鉆完井技術、壓裂增產改造技術、排采技術等工程技術方面取得的創新性成果,以期有效地促進我國煤層氣的開發利用,進一步改善煤礦安全生產條件。在此,特別感謝張遂安教授、湯達禎教授在專題組稿、約稿方面給予的大力支持和幫助,同時對各位作者積極為本刊撰稿表示衷心感謝。

              行業視野

              煤層氣

              類別

              83個

              關鍵詞

              84位

              專家

              22篇

              論文

              16046IP

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              • 作者(Author): 張遂安, 袁玉, 孟凡圓

                摘要:二十多年來我國煤層氣開發取得了重大突破,在保障煤礦安全、緩解能源壓力等方面發揮了重要作用。綜述了我國煤層氣開發歷程和現狀,概括總結了煤層氣鉆完井技術、壓裂增產技術、排采技術、數值模擬技術等方面取得的進展和發展趨勢:井型多樣化、復雜結構化;壓裂規?;?排采智能化;鉆完井壓裂用液多元化。同時,提出了今后我國煤層氣開發技術的重點在于研究適宜規模開發區(高煤階)的穩產高產技術、中煤階區的鉆壓采技術、低煤階區的煤層氣勘探開發關鍵技術和松軟低滲透煤層的規模高效抽采關鍵技術。最后提出我國煤層氣開發技術總體上仍處于起步階段,依然面臨許多難題,需要進一步創新突破。
              • 作者(Author): 石智軍, 張群, 王保玉, 劉建林, 田宏亮, 趙永哲

                摘要:針對煤礦區煤層氣地面開發面臨的井型及成井方法單一、配套國產化鉆井裝備不足等難題,提出了一種基于精確對接井鉆進技術的煤層氣開發新模式,研制了配套全液壓車載鉆機,集成了成套鉆進裝備系統;研究發展了精確對接井鉆進工藝,總結形成了系列完井技術,在晉城礦區建成了我國煤礦區第一個高產的遠端精確對接井。精確對接井鉆進技術裝備已推廣應用于多個煤層氣勘探開發工程,相繼建成10個不同類型的精確對接井組,施工水平連通井16口,最大對接距離1 065 m,最大位垂比3.7,最高日產氣量3.28萬m~3(晉城礦區15號煤層),為實現煤礦區煤層氣地面高效開發提供了技術裝備支持。
              • 作者(Author): 管保山, 劉玉婷, 劉萍, 梁利, 崔偉香

                摘要:為了研究壓裂液在煤層氣壓裂中的應用現狀,提高壓裂液與煤儲層壓裂技術的匹配從而提高壓裂效果,對目前使用的活性水壓裂液、交聯凍膠壓裂液、清潔壓裂液和泡沫壓裂液的性能與特點,以及各類型壓裂液的應用現狀進行了分析總結。分析認為活性水和交聯凍膠壓裂液配置簡單、攜砂能力強、使用范圍廣,仍是煤層氣壓裂液的主要類型;低壓、低溫、強水敏等有特殊要求的儲層可使用泡沫壓裂液、清潔壓裂液等低傷害的壓裂液。結合目前國內外最新進展闡述了氮氣壓裂液、增能壓裂液、納米壓裂液、混合壓裂液等新型壓裂液的核心技術與特點。氮氣壓裂液使用液體氮氣作為攜砂載體,最大限度地降低了煤儲層傷害;增能壓裂液內部的化學反應產生的熱量使其能夠自動升溫增壓,在儲層內部產生泡沫,達到和泡沫壓裂液類似的效果;通過納米技術對壓裂液原料進行改性從而提高壓裂液性能有望在壓裂液研究上獲得突破;混合壓裂液結合了活性水與交聯壓裂液的優點。最后指出在滿足低傷害、低成本、高效環保等技術指標的前提下,成熟壓裂液優化和單劑研發、新型壓裂液體系的研究突破口、壓裂液返排液的回收利用是煤層氣壓裂液的研究方向。
              • 作者(Author): 郝臨山, 邱鋒

                摘要:為了研究煤層氣井井間干擾現象及干擾規律,獲得優勢滲流通道,在不影響煤層氣井產氣量的前提下,選取4個井組進行煤層氣"一源一匯"干擾試井測試,通過對激動井注水、觀察井開井生產的模式,在井間形成壓力降,應用壓降疊加理論,定量研究分析了煤層氣排采降壓過程中出現的井間干擾現象。結果表明:在選取的4個干擾試井井組中,西南方位部署的2口生產井壓力上升明顯,顯示為連通,井間連通優勢方位與試井區域最大地應力方向基本吻合,從實際注水情況看,顯示壓裂裂縫方向與儲層連通方向是一致的,說明西南方向為該煤層氣儲層的優勢滲流通道,井間合理間距為300 m。證實煤層氣井間干擾作用可為判斷井間連通性及評價井網部署提供有效依據。
              • 作者(Author): 王運海

                摘要:為了實現延川南區塊煤層氣的經濟高效開發,根據工區儲層物性和地貌特征,選擇較平坦的地區布置井場,采用叢式井組進行煤層氣開采?;谘哟蠀^塊的叢式井開發特點,詳細分析了"井工廠"鉆完井工藝技術在叢式井開發中的應用,重點從平臺井數優化,鉆井順序優化,井間防碰處理,鉆機移動裝備,鉆井液重復利用及離線測固井幾方面對"井工廠"作業模式進行深入剖析?,F場統計結果表明,采用"井工廠"資源共享模式實施叢式井組鉆完井作業可整體提升煤層氣井的鉆井速度和質量,單井鉆完井周期平均9.25 d,單井鉆井周期平均7.64 d,機械鉆速平均17.16 m/h,實現了煤層氣的低成本、高效、規模開發。
              • 作者(Author): 孫良田, 李玉魁, 朱寧, 杜良軍

                摘要:針對煤層氣井開發低成本,壓裂要求提高實效、減小成本的問題,研究了可鉆橋塞電纜射孔聯作技術的工藝原理、井下工具串結構、關鍵技術、現場應用等幾方面。結果表明:可鉆橋塞電纜射孔聯作技術具有入井工具串簡單、不受分段壓裂層數限制、砂卡發生概率低、易解除封堵、橋塞鉆銑完后保證了井筒的暢通便于后續工藝管柱的下入等優點。在西南煤層氣井的現場應用實踐結果表明,采用可鉆橋塞電纜射孔聯作技術不僅保證了分層壓裂的針對性和準確性,還大幅度提高了壓裂的時效性,施工周期僅為填砂分壓或可撈式橋塞分壓技術的10%。
              • 作者(Author): 孫東玲, 李日富

                摘要:為明確煤礦采動穩定區地面井抽采技術內容,基于理論研究、類比分析與現場試驗,深入分析了煤礦區地面井的類型及技術特點,指出采動穩定區煤層氣地面井抽采技術更偏重于對煤層氣資源的充分開發,該技術重點關注對產前煤層氣資源量評估和破碎巖層鉆完井工藝的研究與應用,其關鍵技術包括煤層氣資源量評估、地面井結構優化設計、井位選擇優化設計及鉆完井工藝優化設計4個方面,應根據應用條件的不同具體分析,以保障煤層氣開采效果。在山西晉城無煙煤礦業集團成莊煤礦的現場抽采試驗表明:應用采動穩定區煤層氣地面井抽采技術,地面井抽采氣體積分數約40%,日均抽采純量3 120 m~3,驗證了采動穩定區地面井抽采技術的適用性。
              • 作者(Author): 郝春生, 季長江

                摘要:為獲得高效的煤儲層增透工藝技術,從而達到顯著提高煤層氣井氣產量的目的,以新型徑向井技術為基礎,并將其與水力壓裂技術高效結合,采用理論分析的方法,對影響徑向井壓裂增透效果的各因素進行了深入的分析與研究,包括主裂隙方位、地層傾角、徑向井施工技術等。同時,通過現場試驗對徑向井壓裂技術的實用性進行了檢驗,結果表明,基于徑向井技術的煤儲層高效增透工藝能使不產氣井的日產量增加到500 m~3/d,煤層透氣性系數提高了3.55倍,從而形成了一套基于徑向井技術的煤儲層高效增透新工藝,該工藝可以顯著提升煤儲層的增透效果,提高煤層氣井產量。

              主辦單位:煤炭科學研究總院有限公司 中國煤炭學會學術期刊工作委員會

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