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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气高效开发理论技术体系

2024-04-25





创新点
(1)创新提出深部煤层气高效开发理论与效益开发实现路径,明确资源富集条件、有效改造体积、水平段长、良好储盖组合条件等是深部煤层气井高产气量主控因素。
(2)在以往提出深部煤层气勘探开发技术难点的基础上,首次系统建立了鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气高效开发技术体系,并成功应用于实践,包括深部煤层气地质工程开发“甜点”评价标准,“地质+工程”全要素定量化、可视化表征的煤储层精细评价技术,以钻前轨迹精优设计、精准入靶及靶后微调为核心的三阶段地质工程一体化导向技术,形成“地应力场、天然裂缝场、人工裂缝场、井型与方位、井网井距”五位一体井网优化设计技术,以产量不稳定分析法为主、经验产量递减法、数值模拟法和经验类比等多方法结合的气井合理产能评价及EUR预测技术,以构建人造气藏为目标的大规模体积压裂技术,气井全生命周期不同生产阶段排采优化控制技术,以及地质、工程、地面等多专业一体化协同环境下的集输和数智化技术等。
(3)以该技术体系为支撑,编制了产能建设开发方案,指导部署投产29口水平井,单井初期平均日产气量达10.2m3,区块深部煤层气日产气量突破300m3,对加快鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气规模上产具有重要指导意义,也为同类资源高效开发建立了参考标准。

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鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气高效开发理论技术体系

作者:徐凤银1, 2 , 聂志宏1, 3 , 孙 伟1, 3 , 熊先钺, 徐博瑞1, 3 , 张 雷, 时小松1, 3 , 刘 莹1, 3 , 刘世瑞1, 3 , 赵增平1, 3 , 王 渊1, 3 , 黄红星1, 3 , 林海鲲1, 3
单位:1.中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司;2.中国石油学会;3.中石油煤层气有限责任公司
研究背景
 RESEARCH  BACKGROUND 

“十三五”以来,中石油煤层气有限责任公司在鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县区块(简称大吉区块)针对深部煤层埋藏深度大、渗透率极低、应力环境复杂等开发难点,系统开展了地质评价、工程技术试验,在勘探评价取得突破基础上,通过实施开发先导试验项目,落实了气井产能,直井日产气量突破2×104 m3,水平井日产气量超过10×104 m3,关键开发技术初步成型,已进入规模建产阶段。经过近5 a勘探开发实践探索和理论技术创新,突破了深部煤层气勘探开发技术瓶颈。

对深部煤层气高效开发机理有了全新认识,建立了深部煤层气高效开发理论技术体系,配套形成开发甜点评价技术、煤储层精细刻画技术、地质工程一体化导向技术、井网优化设计技术、产能评价技术、大规模体积压裂技术和全生命周期排采控制技术等技术系列,有效支撑了大吉区块深部煤层气规模效益开发,展示出良好应用前景,为我国深部煤层气资源高效动用积累了宝贵经验和有利借鉴,更加坚定了深部煤层气实现规模增储上产的信心。

摘要
 ABSTRACT
 针对深部煤储层埋藏深、渗透率低、应力环境复杂等开发难题,总结大宁—吉县区块近5 a勘探开发取得成果,明确了资源富集条件、有效改造体积、水平段长、良好储盖组合条件是气井高产关键因素。
在“人造气藏”开发理论指导下,建立了地质−工程一体化背景下的深部煤层气高效开发技术体系:① 基于储层资源条件、构造保存条件和工程改造条件三大类11项指标,建立深部煤层气地质工程开发甜点评价标准;② 基于微幅构造刻画、多尺度裂缝预测、三维地质模型构建等技术,形成“地质+工程”全要素定量化、可视化表征的煤储层精细评价技术;③ 按照“地质小尺度、三维地震微尺度、轨迹走靶体、少调快钻”导向思路,形成以钻前轨迹精优设计、精准入靶及靶后微调为核心的三阶段地质工程一体化导向技术;④ 按照实现资源动用和采收率最大化为目标,形成“地应力场、天然裂缝场、人工裂缝场、井型与方位、井网井距”五位一体井网优化设计技术;⑤ 依据深部煤层气赋存特征、渗流机理和气井生产特征,形成以产量不稳定分析法为主,经验产量递减法、数值模拟法和经验类比等多方法结合的气井产能评价及EUR预测技术;⑥ 遵循“四位一体”精准选段和“井间交错+段内差异化”设计原则,形成以构建人造气藏为目标的大规模体积压裂技术;⑦ 根据气井气水变化特征,形成全生命周期不同生产阶段排采优化控制技术;⑧结合当前AI技术进展与深部煤层气开发规律、集输等特征,探索了地质、工程、地面等多专业一体化协同环境下集输和数智化技术。在这一成果指导下,已投产29口水平井生产初期日产量5×104~16×104 m3,平均10.2×104 m3,区块日产气量突破300万m3,对加快鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气规模上产具有重要指导意义,也为同类资源高效开发建立了参考标准。
部分图片



 1    地层综合柱状


 2    煤层气资源丰度与首月平均产气量关系


 3    8 号煤层压力系数及含气量平面分布


 4    压裂液量及加砂量与单井首月平均日产气量关系


 5    水平段长度与单井初期产量、单位投资 EUR 关系


 6    大宁吉县区块 号煤 种岩性组合类型示意


 7    大宁吉县区块不同岩性组合模式产气量柱状


 8    D22 测井及岩心标定综合解释成果


 9    8 号煤层顶面微构造展布


 10    8 号煤层蚂蚁体微裂缝预测


 11    地质导向技术工程流程


 12    五位一体井网优化示意


 13    单井首月平均产气量、产能指数与 EUR 的关系


 14    大宁吉县区块深部煤层气生产阶段划分及典型曲线


 15    大宁吉县区块深部煤层气水平井生产曲线


作者简介


徐凤银,1964年生于陕西佳县,博士,教授、博士生导师。1984年大学本科、1990年硕士研究生毕业于西安矿业学院,1993年博士研究生毕业于中国矿业大学,成为国内第一位矿井地质专业博士,1994年30岁被破格晋升为教授,同年获孙越崎第三届“青年科技奖”,1995年博士后出站于西南石油学院,评为中国石油“跨世纪学科带头人”。国家科技和人才奖项、中国科协人才奖项等评审专家。美国斯坦福大学高级访问学者,休斯顿大学EMBA。中国石油学会专职副理事长兼秘书长,中国石油煤层气高级专家(一级正)、科委会委员。《石油学报》编委会副主任、《石油知识》编委会常务副主任。煤层气开发利用国家工程研究中心技术委员会副主任,中国石油煤炭地下气化技术研究中心技术委员会副主任,全国天然气标准化技术委员会委员,能源行业煤层气标准化技术委员会副主任等。在煤炭、地矿、石油、天然气、煤层气等行业和学术界有广泛影响。   
主持完成各类项目40余项,为相关产业发展和技术创新做出重大贡献。担任“十三五”国家科技重大专项子项目“煤层气高效增产及排采关键技术研究”经理,最终获得专项所有71个子项目评审第一名。提出新阶段煤层气产业发展“以技术为核心,资源、技术、人才、政策和投资五位一体、协同创新”对策,及"从开发效益和安全环保等综合考虑,深部煤层气前景可能超过页岩气"等理念,被誉为“推动深部煤层气第一人”,积极引领全国掀起深部煤层气勘探开发新热潮。
国内外发表论文130多篇,出版专著9部,获国家级、省部级各类奖12项,主持编写国际标准2项。中国矿业大学、中国地质大学(武汉)、中国石油大学(华东)、长江大学、延安大学兼职教授,北京理工大学、吉林大学、西安电子科技大学创新创业导师。



责编:韩晋平
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审核:张晓宁

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