中国煤层气勘探开发技术进展浅析(2)

518 　石油天然气学报(江汉石油学院学报)2008年4月煤层气井都是由压裂改造得到的。

2)煤中多元气体驱替技术　注气增产法最初应用在石油和天然气的开采中,用来提高石油天然气的采出程度的方法,被认为是一种具有发展前途的新技术。该项技术在现场试验中常采用的注入气体为N2和CO2,目前,注气驱替煤层气被认为是一种具有发展前途的新措施,受到各方面的广泛关注。在国内,注气开采煤层气项目也已开始启动。但发展注气增产技术的关键在气源,即要寻找天然CO2气源,探索和发展制Na、注N1、脱N1和制CO:等技术。

3)定向羽状水平钻井技术　该技术还处于试验阶段。我国第一口煤层气羽状分支水平井是引进CDX公司专利技术在大宁地区初步取得试验成功,,该井每个井组由1个主水平井段和12个分支井段组成。1256m,分支的总长度为6762m。该井最高产气量达3,15000m3/d左右。

,、,有许多关键技术需要进一步研究深入[2]。113　地面煤层气井主要有垂直井和水平井2种,钻井工艺方式也有所不同。对于压力低的煤层一般采用旋转或冲击钻钻井,用控气、泡沫做循环介质,由于煤层压力低,孔渗低,以污染,在欠平衡方式下钻进,对地层伤害小;对于压力较高的煤层一般采用常规旋转。煤层气完井方式有5种:裸眼完井、套管完井、裸眼/套管混合完井、裸眼洞穴完井和水平牌控衬管完井。

中国石油勘探开发研究院廊坊分院经过两年多的煤层气定向羽状水平井的基础研究,提出了我国第一口煤层气定向羽状水平井设计方案。通过数值模拟及增产机理研究,认识到地层压力下降是以整个羽状水平井为“源”向外贮不扩散的,从平面上看,整个水平井筒都可看作地层压力下降的“源”,几乎整个煤层区域同时得到动用,使煤层的开采潜力得到了充分的发挥。特别是对中国高变质低渗透无烟煤煤层气的开采,羽状水平井技术更为有效[3]。

114　煤层气开发技术

我国煤层气开发包括井下抽采、地面开采2种。井下抽采即煤矿区矿井瓦斯抽放,我国煤矿区矿井瓦斯抽放最先在辽宁抚顺矿务局试验获得成功,1952年开始工业应用,后来推广到各地高瓦斯矿区。目前,全国已有308对矿井建立了矿井瓦斯抽放系统,年抽放总量1817×108m3。我国煤层气地面钻井开采利用,目前尚未进入规模开发。在山西沁水盆地南部、辽宁阜新矿区、山西河东煤田中部、陕西韩城矿区等地实现了煤层气小规模的商业化生产。总的来看,我国煤层气开发处于勘探开发试验阶段。2　我国煤层气勘探开发需要解决的技术难题

尽管我国在煤层气勘探开发方面进行了不懈努力,并已取得初步成效,但仍存在着某些技术难题需要解决:

1)我国煤层气总体资源状况尚不真正明了,总资源量中有多大比例有可能加以回收,目前更是没有明确概念,导致对资源量评价结果的可靠性往往无法加以估价。

2)对一个盆地、煤田或矿区中高含气性、高渗透性和高产能区的有效预测、寻找以及控气地质因素等问题,这些包括总体思路、获取有效参数的途径和研究评价的方法。

3)煤储层渗透性的准确评价和机理研究,特别是具有极低渗、高应力、无水或少水煤层以及厚煤储层物性非均质性的评价。

4)煤层气产量、储量的有效预测和开发计划的优化,包括可采储量的多少、采收率的高低、开采时限的长短,数据挖掘技术的研究及应用等[3,4]。

5)新的或地质条件更为复杂的地区煤层气井的完井及激化,包括工艺、技术、设备以及激化机理等研究。

6)煤层气开发的经济性评价和降低开发成本的有效途径。