鹤岗地区煤层气注入/压降试井应用及分析

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇鹤岗地区煤层气注入/压降试井应用及分析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘 要：该文介绍了鹤岗地区煤层气井注入压降试井和原地应力测试方法应用及结果分析。笔者根据鹤岗地区区域构造复杂、断层多、围岩破碎严重等实际情况，优化测试过程，成功测得压降数据获得储层参数并对试井测试方法作出评价。

关键词：煤层气井 注入/压降试井 原地应力 储层参数

中图分类号：TE373 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（c）-0095-03

伴随着煤层气开采的逐步增加，煤层气试井技术在煤层气开采中的作用越加重要。注入/压降试井方法是煤储层参数测定的主要手段，相比于煤体结构与微裂缝观测法、压汞与低温液氮注入法等[1-3]，更能准确地反映储层的真实情况。其工作原理是通过改变井下压力造成压力扰动，通过观测井底压力随时间的变化规律来分析判断储层物性。

1 区域地质概述

鹤岗地区具有煤层厚、煤层气资源丰富的特点，前人先后在该地区进行了煤层气试井工作，普遍认为该区域内煤层气资源丰富，但由于区域构造破坏严重，水文地质条件复杂，围岩封闭性差等诸多不利因素，不利于煤层气的试井工作。如同前人所见，此次测试区范围内区域构造复杂、断层较多、围岩破碎严重、漏失段多。笔者结合以往试井经验和研究区地质环境，对测试过程作出一系列优化并成功测得地层参数。

2 试井设备

测试所采用的试井设备包括地面设备和井下设备两部分，其中地面设备包括注水泵、压力表、钢丝绞车等；井下设备主要有DDI存储式电子压力计、水力膨胀式封隔器和井下关井工具等。这套设备具有以下优点。

（1）采用水力膨胀式封隔器，坐封、解封操作方便。

（2）采用井下关井方式，有效降低了井筒储集效应对测试数据分析的影响。

（3）采用丝绞车起下压力计，现场录取、采集数据快速灵活。

（4）采用DDI存储式电子压力计，操作简单方便，具有良好的稳定性和抗震性[4]。

3 试井方法

3.1 前期准备

（1）资料准备，收集录井和测井数据，通过煤层顶底板岩心描述和测井数据选择井径规则、岩性完好的位置坐封。

（2）通井循环，研究区域构造复杂，断层较多且围岩破碎，在试井测试前，进行通井循环直至测试煤层完全露出井下无碎屑堆积。下套管固定上部围岩并选择低固相至无固相钻井液，防止试井测试过程中井壁坍塌。

（3）设备检查，测试地区位于黑龙江北部，冬季室外温度在零下20℃～30℃，测试前必须克服恶劣的自然气候环境，在试井前对结冰处用开水浇灌并对水管部位进行加热处理防止冻结。

（4）丈量、记录下井管柱长度，并结合之前准备的录井测井数据和煤层顶底板岩性描述合理的安排封隔器坐封位置。

3.2 管柱下井

（1）根据试井设计下井管柱数据将测试管柱依次下井并对每根油管丝扣进行清理并涂抹密封油脂。

（2）安装防喷头和井口三通，连接地面试井设备。

（3）对测试管柱试压，试压10 MPa观察地面压力表，半小时后压力不降合格。

（4）顶替钻井液，上提工具串，顶替测试管柱和封隔器以下钻井液。

（5）封隔器坐封，关闭井口投球，胶筒膨胀坐封，当压力达到设定值时，停泵关闭井口，20 min压力稳定，证明封隔器坐封良好。

3.3 注入压降测试

设计注入时间必须大于井筒储集结束时间，根据文献[4]

为井筒储集结束时间，h；

S为表皮系数，%；

C为井筒储集系数，m3/MPa；

h为煤层有效厚度，m。

为注入时间，h；

为孔隙度，%；

μ为流体黏度，maP・s；

Ct为总压缩系数，MaP-1；

ri为探测半径，m；

K为煤层渗透率，mD。

为达到足够的测试半径，设计注入12.00 h，关井24.00 h。注入从较低的注入压力开始，小于破裂压力50%，以减小应力对煤层渗透率的影响。在注入初期压力不稳定，逐渐调节注入量待稳定后以较为稳定压力注入，持续注入12.00 h，不关闭注水泵，下放关井工具串，关井测试井底压力恢复情况。

3.4 原地应力测试

采用微型压裂法，将煤层压裂出小裂缝，以恒定排量向煤层注水。原地应力测试共做4个循环，用时2 h24 min。根据文献[5]注入持续时间分别为0.5 min、1 min、2 min、4 min，关井时间为20 min、30 min、30 min、40 min，并测得数据结果，原地应力实测压力曲线。

3.5 解封

通过现场录取压力计数据，满足资料分析的要求，上提测试管柱，在拉力的作用下剪短销钉，悬吊20 min，封隔器胶桶恢复原状后，上提测试管柱。

4 结果分析

4.1 注入压降试井分析

试井主要包括试井测试和试井解释两部分，该次试井测试采用半对数Horner拟合分析法和双对数拟合分析法相结合，并辅以压力历史拟合检验，对地层渗透率、储层压力、表皮系数等进行分析。

4.1.1 流动阶段划分

绘制煤层注入/压降试井流动阶段划分曲线图，在注入前期为注入排量调整阶段此时压力不稳定，待到中、后期为稳定注入阶段，此时排量基本稳定不变；同时观测关井阶段压力恢复曲线正常，由此可见在压降初期曲线光滑，关井压降后期压力基本稳定不变，符合压降曲线特征。正因为注入阶段压力不稳定不能有效反映出煤储层参数与压力变化之间的关系，因此在注入/压降试井中压降曲线的分析最具代表性，这里选择关井压降阶段的压力数据进行分析。