煤田地质与勘探

作者：熊先钺, 甄怀宾, 李曙光, 王红娜, 张雷, 宋伟, 林海, 徐凤银, 李忠百, 朱卫平, 王成旺, 陈高杰,

关键词：鄂尔多斯盆地东缘, 深部煤层气, 超大规模压裂, 微应力场, 多轮次,

鄂尔多斯盆地东缘大宁−吉县区块深部煤层气资源丰度高，煤储层天然裂缝与煤自身割理裂隙发育、煤体结构好、机械强度高、顶底板封盖能力强，为大规模体积压裂缝网的形成提供了有利条件。超大规模压裂改造工艺使深部煤层气单井产量获得重大突破，但示踪剂监测结果显示，水平井各压裂段产气效果贡献不均一、资源动用存在盲区、综合效益未达预期。指出深部煤储层形成超大规模有效缝网面临两类主要挑战：(1) 深部煤层裂缝扩展规律认识不清；(2) 现有压裂技术存在过度改造及改造不充分区域。基于此问题，提出适合深部煤储层改造的多轮次转向缝网弥合压裂技术。首先，分析深部煤层超大规模缝网形成的可行性；其次结合现场压裂数据与微地震监测结果，分析地层曲率、倾角等对压裂裂缝扩展的影响；最后建立应力场计算方法，以此为依据，进行多轮次转向工艺优化及现场试验。在大宁−吉县区块现场进行试验验证，井周微应力场非均匀区域水力裂缝实现了较为均匀的扩展，增大了裂缝整体改造体积，单井产气效果较周边井有明显提升，其中DJ55井5轮次压裂，储层改造体积达到243.6×104 m3，生产340 d累产气量970.5×104 m3，平均日产气量2.85×104 m3，日产量和压力均保持稳定，改造效果较好，预计采收储量(EUR)大于3 000×104 m3，产气潜力较大；JS8-6P05井第1—7段采用2 ~ 3轮次压裂，压后日产气量8.59×104 m3，相比各段均采用单轮次压裂的JS8-6P04井加砂规模降低41.9%、压裂费用降低21%，但2口井水平段千米日产气量相当。试验效果表明，多轮次压裂工艺在一定程度上解决了水平井两侧应力差异而导致的裂缝单侧扩展问题，促进井筒两侧压裂裂缝趋于均匀扩展，极大程度上保障了深部煤储层资源动用程度和压后产量，是深部煤层气压裂工艺降本增效的主要技术途径。

来源：2024年第2期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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