郑庄区块位于山西沁水盆地南部, 地表以山地丘陵为主, 地层宽缓, 断层相对不发育, 区内最大断层是寺头正断层和后城腰断层以及与之伴生的断层, 区块内发育有一定数量的陷落柱[1]。目前主要开发层系为二叠系山西组3#煤层和石炭系太原组15#煤层。经过多年连续排采, 目前部分排采水平井产量呈现稳产能力差, 产气量持续下滑的态势。从生产管理的角度对煤层气多分支水平井低产原因进行了详细的研究。
部分煤层气水平井在排采过程中由于受频繁停电影响, 致使长时间停泵停抽, 排水降压不连续, 导致流体中的煤粉容易沉积在井筒附近储层微空隙、微裂缝中[2], 从而降低裂缝导流能力和储层渗透率, 恢复生产后, 产量下降明显。对于多分支水平井而言, 产量下降受排采不连续影响更为明显。多分支水平井多采用裸眼洞穴方式完井, 井眼稳定性差, 在生产过程中, 排采不连续很容易引起井底压力波动, 井眼压力失稳, 分支极易坍塌而堵塞井眼通道, 产能无法释放, 造成水平井低产甚至不产气。以Z为例, Z井2010年8月投产, 解吸压力4.1MPa。该井在排采初期因电力、设备故障频繁停井, 导致煤粉大量沉积井筒附近, 渗流通道堵塞, 渗透率下降, 日产气由1200 m3降至600m3。即使经过后期检泵作业, 该井产气能力依然没有恢复。
部分煤层气多分支水平井由于初期套压控制不合理, 放气过快, 流压快速下降, 形成井底压力激动, 煤粉易生成产出, 造成井筒附近微空隙微裂缝堵塞, 渗透率降低, 压降漏斗不能有效扩展, 只有井筒附近小范围煤储层得到有效降压, 供气能力受到很大限制, 导致稳产能力弱。以X井为例 (如图1所示) , 该井在投产初期, 由于调气频繁且调气幅度过大 (日调气幅度最大曾达到500 m3) , 套压下降很快, 形成井底压力激动, 煤粉大量产出, 导致井筒附近渗流通道堵塞, 有效降压面积减小, 产能无法释放, 产气量、产水量大幅降低。
由于煤储层本身机械强度低、压力敏感性强, 微裂隙割理发育、易破碎, 同时多分支水平井多采用裸眼洞穴完井, 所以该井型在煤层中的井段很容易受二次水力压裂解堵影响造成井壁失稳坍塌, 堵塞渗流通道, 对储层造成再次伤害。鉴于以上原因, 针对多分支水平井的提产改造, 建议采用氮气泡沫解堵工艺。该种工艺就是利用注入地层的液氮混合液的膨胀能量冲开被煤粉堵塞的井眼, 恢复气液渗流通道, 然后在地面放喷, 利用氮气泡沫高返排性能快速将煤粉及颗粒携带到地面, 彻底疏通堵塞通道, 提高单井产气量[3]。由于多分支水平井较直井更容易受工程因素以及储层变化因素影响导致低产, 所以在对低产多分支水平井实施氮气泡沫解堵工艺之前一定要做好充分的调研和论证, 首先要详细分析低产井地下地质构造情况, 物性是否好、含气量是否较高;然后结合前期钻井、测井资料;判断水平井分支展布是否合理 (主要判断分支与主支夹角是否合理, 夹壁薄厚程度等) ;大幅减产之前是否套压、流压、气量、水量大幅下降。以H井为例, 该井于2012年10月投产, 解吸压力3.1MPa, 排采过程中气量、流压、套压突然快速下降, 水质变差, 通过调整工作制度、实施作业检泵均无效。分析认为局部煤层垮塌, 堵塞主通道, 导致产能无法有效释放。该井于2015年6月份实施氮气泡沫解堵工艺, 经过合理管控、科学排采、该井产量, 产量大幅回升, 由2000m3/d提升至5000 m3/d。据了解, 2015年郑庄区块某作业区共部署4口井实施氮气泡沫解堵工艺, 日产气量由3.2万m3增加至5.2万m3, 提产效果非常明显。
多分支水平井管控要严格遵循“缓慢、连续、渐变”的原则, 科学管理。以控制流压为核心, 精细排采管理办法, 前期放气时要严格控制, 合理控制套压下降的幅度, 遵循多频次小幅度阶梯式的放气原则, 实现流压稳步下降, 气量稳步上升, 在适合的生产压差下, 压力逐步向远端传递, 降压、解吸面积逐步扩大, 增强供气能力。以Z井为例, Z井于2015年10月实施井眼侧入措施启抽后, 通过多频次台阶式降压提产, 套压控制合理, 产气量稳步恢复, 目前套压0.8Mpa, 流压0.45Mpa, 日产气4500m3, 日产水1.0 m3。
分支水平井多采用裸眼洞穴方式完井, 井眼稳定性差, 在生产过程中, 排采不连续很容易引起井底压力波动, 井眼压力失稳, 分支极易坍塌而堵塞井眼通道, 产能无法释放, 造成水平井低产甚至不产气。
部分煤层气多分支水平井初期放气过快, 流压快速下降, 很容易形成井底压力激动, 煤粉易生成产出, 造成井筒附近微空隙微裂缝堵塞, 渗透率降低而单井产量低。
多分支水平井通过应用氮气泡沫解堵工艺, 利用注入地层的液氮混合液的膨胀能量冲开被煤粉堵塞的井眼, 恢复气液渗流通道, 提高单井产气量。
多分支水平井管控要合理控制套压下降的幅度, 压力逐步向远端传递, 降压、解吸面积逐步扩大, 供气能力大幅增加。
摘要：多分支水平井由于其“控制储层面积大, 采收率高”的特点, 在郑庄区块应用比较广泛, 为该区块的规模开发做出了重要贡献。但是随着多年的连续排采, 部分水平井出现稳产能力差, 产气量持续下降的问题。从生产管理的角度, 对这一问题进行深入剖析, 并提出一些增产措施, 为提高煤层气水平井产气量提供技术支持。
关键词：郑庄区块,排采不连续,套压控制不合理,氮气泡沫解堵,科学管控
[1] 陈黎明.沁水盆地郑庄区块构造特征与演化研究[J].西部探矿工程, 2015, (12) :98-101.
[2] 张义, 鲜保安, 孙粉锦, 王一兵, 鲍清英.煤层气低产井原因及增产改造技术[J].天然气工业, 2010, 30 (6) :55-59.
[3] 胡秋嘉, 唐钰童, 吴定泉, 刘春春, 闫玲, 张武昌.氮气泡沫解堵技术在樊庄区块多分支水平井上的应用[J].中国煤层气, 2015, 12 (5) :27-29.
推荐阅读：
安全生产的三个关键影响因素监管06-10
加大生产力度,提高作业水平09-26
水泥生产过程对环境的影响及其环保措施05-26
app对班级管理的影响05-24
儒家思想对现代管理的影响07-22
工商管理对企业转型的影响10-05
对提高农村信用社内控管理水平的思考10-29
合并会计报表对财务管理的影响11-02
某煤矿文明生产管理制度11-10
企业文化环境对企业管理的影响作用探析07-26
