煤田地质与勘探

作者：张聪, 李可心, 贾慧敏, 张武昌, 杨瑞强, 李俊, 王琪, 侯伟明,

关键词：沁水盆地, 郑庄北部, 中深部煤层气, 压裂水平井, 压裂规模, 施工排量,

【目的】沁水盆地郑庄北中深部煤层气早期采用压裂直井开发，整体表现为低产低效。采用单支套管压裂水平井开发后，单井产量达到直井的10~50倍，目前已成为主体开发井型，但各井产量差异较大。为明确郑庄北中深部煤层气分段压裂水平井产能影响因素，改善开发效果。【方法】基于郑庄北部水平井开发实践，结合地质特征与工程参数，分析了中深部煤层气水平井产能的主控因素，并针对性提出实现中深部水平井高效开发的建议。【结果和结论】结果表明: 单支套管压裂水平井产能受地质和工程因素综合影响。地质条件下，中深部储层含气饱和度明显高于浅部储层，整体资源富集；高产井主要分布在构造曲率较小的平缓区域内；原生煤层射孔段数与水平井产气效果呈正相关关系；研究区水平主应力差介于8~16 MPa，且随埋深增加而增大，无法形成复杂缝网是导致前期产气效果差的原因。工程条件上，当井眼轨迹方位与最大水平主应力方位夹角为60°~90°时产气效果最好，井平均稳产气量可达到9 700 m3/d；水平段越长，煤层稳产气量越高；采用泵送桥塞射孔压裂方式的水平井产气效果明显优于油管压裂方式，稳产气量随压裂规模增加而显著提高，压裂参数中施工排量对改造效果的控制作用显著，当排量<7 m3/min时，水平井稳产气量整体小于2 000 m3/d；当排量增大到8~10 m3/min时，稳产气量逐渐增高；当排量保持在10~12 m3/min，稳产气量持续稳定在10 000~12 000 m3/d；当排量提高到16~18 m3/min时，稳产气量突破18 000 m3/d。最后，优选含气性、构造曲率、煤体结构、地应力等地质参数与水平段长度、压裂段数、单段压裂液量、单段压裂砂量、施工排量、砂比等工程参数，通过灰色关联法分析了中深部水平井产能主控因素。结果表明煤体结构和压裂规模是影响水平井产能的主要因素。提高原生煤层钻遇率与选点效率以及进一步提升施工排量及压裂规模是实现研究区中深部煤层压裂水平井更高产能的主要途径。

来源：2024年第6期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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