煤層氣低產井改造
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摘要：從地質因素、煤層因素和排采因素3個方面對煤層氣單井產氣量的影響進行了詳細的分析，闡述了嵌套鉆井、短半徑水力噴射鉆井、小井眼側鉆、二次（重復）水力壓裂等增產改造技術的特點及優勢，并結合對煤層氣低產井原因的分析，給出了不同增產改造技術的適用特性。對煤層氣規模開發過程中老井、低產井的后期改造提供了技術支撐。
關鍵詞：煤層氣;生產能力;增產
1 煤層氣低產井低產原因分析
1.1 地質原因
整體上看，區域內煤層非均質性嚴重，其煤層厚度、滲透性、含氣量等均變化較大。部分高滲富集區，產氣時間早，短時間內產氣量上升較快，多口井產量在3000m3/d以上;而相對較差的區域，產氣時間較晚，產量較低，多在1000m3/d左右或以下。
1.2 煤層因素
1.2.1 煤層的應力敏感特性
隨著有效應力的增加，煤樣的滲透率均急劇下降，表現出較強的應力敏感性。同時生產實踐表明，在排水降壓過程中，動液面下降過快，導致井底壓力下降過快，單井產氣量下降，經過后期長時間排采，產氣量也很難恢復，造成產能永久傷害。由于排采經驗的不足，部分井在排采初期，沒有采用“五段兩點法”的排采制度，同時沒有明確不同的煤層氣井在各個階段的排采制度，致使單井產量低。
1.2.2 部分井壓裂效果欠佳
依據前階段煤層氣地質研究資料，煤層主要分為以下四種類型：高滲透低飽和型、高滲透高飽和型、低滲透低飽和型及低滲透高飽和型。目前無論哪種地質類型均采用同一種壓裂工藝，分析不同區域單井的產氣情況可以看出，不同類型的煤巖采用同一種壓裂工藝，產氣量高低不一，也就是說，煤層氣直井開發的效果決定條件是煤體結構，由于煤體結構的不同，決定著壓裂參數的不同，而目前的壓裂方式可能對某種類型是適應的，但并不一定適應全部。
1.3 排采因素
部分煤層氣井一開始產量比較高，經過一段時間以后，產量會逐步的減小，減小的原因有很多種，一個不可不重視的原因是煤粉、煤灰或其他雜質堵塞孔隙、裂隙通道，影響了氣水產出通道的暢通，導致氣水阻滯，無法流動。
2 煤層氣低產井適用性增產改造技術
2.1 羽狀水平井、直井嵌套鉆井技術
羽狀水平井、直井嵌套鉆井技術即在羽狀水平井控制面積范圍內及其周圍鉆直井，利用羽狀水平井與直井相互間井間干擾，協同排水降壓開采煤層氣。羽狀水平井主支及分支井眼周圍儲層排水降壓速度較快，而主支間、分支井眼間的儲層及控制面積外圍儲層壓降波及速度較慢，排采10a左右仍存在一定的降壓盲區。因此在羽狀水平井主支、分支間及控制面積外圍嵌套鉆直井，充分利用羽狀水平井面積排水降壓及羽狀水平井、直井相互井間干擾作用，可加快區域煤層氣降壓解吸，提高羽狀水平井與直井單井產量，縮短排采周期。采用羽狀水平井和直井嵌套鉆井開發煤層氣，不僅羽狀井自身單井日產氣高，而且周邊直井單井日產氣量也明顯高于同地區其他直井。
2.2 短半徑水力噴射鉆井技術
短半徑水力噴射鉆井技術，其特點是可以實現在0.12m直徑的立井井段中完成從垂直轉向水平，并可以沿不同方位對煤層鉆水平孔眼開采煤層氣。與常規直井水力壓裂相比，短半徑水力噴射鉆井具備定向效果好、穿透深度長等一系列技術優勢：1水力噴射可以沿井筒任意方位進行，從而可根據煤儲層應力分布情況，使水平孔眼最大限度地溝通煤層天然裂縫，提高裂縫的導流能力;2能根據需求在煤層中沿不同方位鉆出120m以上的長直孔，從而可以增大井眼與煤儲層接觸面積，擴大煤層氣井的降壓解吸范圍;3煤層鉆孔后，孔眼周圍煤儲層應力降低，形成新的微裂紋，從而可以提高水平孔眼周圍煤儲層透率;4水平孔眼可采取分層布孔或螺旋布孔，通過優化孔眼結構、充分利用孔眼問相互干擾作用可加快區域煤層氣降壓解吸，提高煤層氣井單井產量。
2.3 小井眼側鉆技術
目前部分煤層氣開發井在鉆井過程中由于煤儲層受鉆井液污染，井筒附近煤儲層微孔隙、微裂縫被鉆井液固相所充填堵塞，射孔壓裂后排采效果不佳，單井產量低;部分開發井早期產氣量高，但后期排采過程中由于排采措施不當，或遭受洪澇、停電等自然因素影響，長時間停泵停抽?；謴统榕藕髥尉a氣量變低，且無法恢復。對于這部分低產井，采用小井眼側鉆直井復合完井或側鉆水平井技術，在側鉆直井煤層段采取裸眼洞穴或洞穴篩管完井，側鉆水平井采取裸眼或篩管完井，既可充分利用原有井場及井身結構、套管柱等，大幅度降低鉆井成本，又在儲層中形成了新的井眼及滲流通道，可有效提高或恢復其單井產量。
2.4 二次（重復）水力壓裂改造技術
二次（重復）水力壓裂改造技術即對已開展過水力壓裂的老井、低產井進行解堵性再壓裂的一種復合完井增產技術。該技術以活性水作為壓裂液，壓裂過程中采取小排量、低砂比壓裂模式，在煤層氣田改造的十幾口井中取得了明顯的增產效果，單井日產氣量普遍提高了3～10倍。
綜上所述，排采過程中套壓和排采速度的合理控制是獲得高產的關鍵，煤層氣排采的原則是“緩慢一長期一持續一穩定”。排采過程中套壓控制不合理、排采速度過快或長時間停泵停抽，易造成煤粉堵塞、煤儲層應力傷害等，致使開發直井單井產量大幅降低且無法恢復，通過開展相應改造技術可有效恢復或提高其單井產氣量。
參考文獻：
[1]齊治虎.鄭莊區塊煤層氣排采影響因素探析[J].中州煤炭，2010（9）：28-30.
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